(Phys.org) - À medida que as mãos vêm em versões esquerda e direita que são imagens espelhadas uma da outra, o mesmo acontece com os aminoácidos e açúcares dentro de nós. Mas ao contrário das mãos, apenas os aminoácidos orientados para a esquerda e os açúcares orientados para a direita ganham vida como os conhecemos.

Os cientistas sabem que as outras variedades existem porque, quando sintetizam esses aminoácidos e açúcares em um laboratório, forma-se um número aproximadamente igual de arranjos voltados para a esquerda e para a direita. Mas a vida prefere um. É um fenômeno misterioso chamado "homoquiralidade".

Os cientistas têm várias teorias sobre por que isso ocorre. Em descobertas que ressaltam o papel que a luz pode ter desempenhado em sua origem na Terra, uma equipe liderada por um pesquisador da Universidade de Michigan mostrou que a direção rotacional de um feixe de luz pode induzir nanopartículas inorgânicas a se montarem em fitas torcidas para destros ou canhotos. As fitas para canhotos são giradas no sentido anti-horário, e destro no sentido horário.

Os pesquisadores haviam teorizado anteriormente que um certo tipo de luz estelar em espiral poderia ter travado na quiralidade, ou lateralidade, de orgânicos relativamente grandes, moléculas baseadas em carbono, como aminoácidos e açúcares em organismos vivos. A luz das estrelas teria brilhado na nuvem de poeira e gás que eventualmente se tornou a Terra.

Não foi conhecido até agora, no entanto, que a luz poderia ter um efeito semelhante e muito pronunciado em menores, nanopartículas inorgânicas que não são baseadas em carbono.

"O que mostramos é que as nanopartículas de materiais inorgânicos, assim como os materiais orgânicos, como os primeiros aminoácidos, pode não só se auto-montar, mas pode fazê-lo de uma forma que exiba quiralidade, "disse Nicholas Kotov, o Joseph B. e Florence V. Cejka Professor de Engenharia e um professor de Engenharia Química, ciência e engenharia de materiais e ciência e engenharia molecular na U-M. Kotov é o autor principal de um artigo sobre as descobertas publicadas na edição atual da Materiais da Natureza .

Kotov e seus colegas lançaram luz polarizada circularmente sobre partículas de telureto de cádmio em uma solução. A luz possui componentes elétricos e magnéticos e sua polarização refere-se à orientação das ondas de cada componente. Em luz polarizada circularmente, o campo elétrico gira em torno do componente magnético. Acredita-se que a luz polarizada circularmente seja rara no mundo natural, embora possa não ter sido em um momento anterior no universo.

Nos experimentos, os pesquisadores expuseram um grupo de nanopartículas à luz polarizada circularmente canhota, que girou no sentido anti-horário. Eles expuseram o outro à polarização destra, ou girando no sentido horário, luz. Em cada grupo, cerca de 30% a mais das nanofitas carregavam a quiralidade da luz à qual foram expostas. Essa porcentagem é dez vezes maior do que os pesquisadores descobriram que a luz polarizada circularmente afeta grupos maiores de moléculas, Kotov disse.

As nanopartículas em ambos os grupos começaram com quiralidade mista. Algumas partículas são canhotas e outras destras. Os pesquisadores teorizam que aqueles com uma quiralidade que corresponde à luz que brilha sobre eles reagem com essa luz de maneiras que os fazem crescer, ou atrair mais moléculas. Quando a rotação da luz coincide com a destreza das partículas, reações químicas podem ocorrer, incluindo oxidação, ou perda de elétrons. Essa perda de elétrons coloca nanopartículas carregadas na mistura, e aqueles podem reagir com outras nanopartículas de maneiras que favoreçam mais do mesmo.

"A quiralidade se acumula, "Kotov disse.

Embora Kotov diga que os primeiros organismos vivos provavelmente eram em microescala, ele é rápido em apontar que o trabalho não diz que fitas de nanopartículas de qualquer tipo são precursores da vida.

"Não sabemos ainda como as moléculas orgânicas e as nanopartículas inorgânicas interagiam, "Kotov disse, "ou como a quiralidade evoluiu para ficar à esquerda para os aminoácidos e à direita para os açúcares. Mas achamos que as respostas devem envolver a consideração não apenas da matéria orgânica, mas desse agente adicional de nanopartículas inorgânicas, o que é bastante significativo. "

Além de quaisquer percepções sobre a estrutura da vida, a pesquisa também pode mostrar uma maneira nova e mais barata de projetar moléculas voltadas para a esquerda ou para a direita. Métodos atuais de indução da quiralidade, como este processo é chamado, são difíceis e caros, ainda assim, eles têm aplicações na fabricação de produtos como produtos farmacêuticos, sensores vestíveis ou implantados, telecomunicações e tecnologias de exibição. As nanoestruturas quirais podem ajudar a dobrar a largura de banda informativa desses dispositivos usando luz polarizada esquerda e direita.

O artigo é intitulado "Chiral template of self-assembling nanoestruturas by circularly polarized light." A pesquisa é apoiada em parte pelo Centro de Conversão de Energia Solar e Térmica, um Centro de Pesquisa de Fronteira de Energia financiado pelo Departamento de Energia dos Estados Unidos; a National Science Foundation, os Institutos Nacionais de Saúde, entre outras fontes.