Os pulsos de laser de femtosegundo têm atraído atenção considerável no campo do reconhecimento quiral devido à sua capacidade única de induzir dinâmica molecular ultrarrápida e controlar a orientação molecular. Aqui está uma visão geral de como os lasers de femtosegundo podem ser usados ​​para reconhecimento quiral:

Absorção e dispersão diferencial: Moléculas quirais podem exibir diferentes propriedades de absorção e espalhamento para luz polarizada circularmente para destros e canhotos. Este fenômeno, conhecido como dicroísmo circular (CD) e birrefringência circular, respectivamente, pode ser medido usando pulsos de laser de femtossegundos. Ao controlar com precisão a polarização e o comprimento de onda da luz laser, é possível excitar e sondar seletivamente as características quirais das moléculas.

Fotoionização Sensível Quiral: Pulsos de laser de femtosegundo podem induzir a fotoionização de moléculas quirais, resultando na ejeção de elétrons ou íons. A assimetria no processo de fotoionização, conhecida como dicroísmo circular de fotoelétrons (PECD), pode fornecer informações sobre a quiralidade molecular. Ao analisar a energia e a distribuição angular dos elétrons fotoionizados, é possível distinguir entre enantiômeros.

Espectroscopia Quiral Não Linear: Técnicas ópticas não lineares, como geração de soma de frequência (SFG) e geração de segundo harmônico (SHG), podem ser empregadas para reconhecimento quiral. Estas técnicas envolvem a interação de dois ou mais pulsos de laser com as moléculas quirais, resultando na geração de sinais não lineares sensíveis à quiralidade molecular. Ao analisar a intensidade, polarização e fase dos sinais não lineares, informações quirais podem ser obtidas.

Dinâmica quiral induzida por laser de femtossegundos: Pulsos de laser de femtosegundo podem iniciar dinâmicas moleculares ultrarrápidas, incluindo rotações, vibrações e mudanças conformacionais, em moléculas quirais. Essa dinâmica pode ser altamente enantiosseletiva, levando a diferenças na evolução temporal das propriedades moleculares. Ao monitorar as mudanças resolvidas no tempo na absorção, fluorescência ou outros sinais espectroscópicos, é possível identificar e caracterizar as assinaturas quirais associadas a essas dinâmicas.

Modelagem Teórica e Simulações: Para compreender e interpretar completamente os resultados de reconhecimento quiral obtidos em experimentos com laser de femtosegundo, a modelagem teórica e as simulações desempenham um papel crucial. Essas simulações fornecem insights sobre os mecanismos subjacentes às interações quirais, ajudam a atribuir espectros experimentais e a prever a resposta quiral de moléculas sob diferentes condições.

As técnicas de reconhecimento quiral baseadas em laser de femtosegundo demonstraram alta sensibilidade, seletividade e versatilidade, tornando-as ferramentas promissoras para diversas aplicações, incluindo análise farmacêutica, síntese enantiosseletiva, detecção quiral e estudos fundamentais de quiralidade em química, biologia e ciência de materiais.