p Cientistas da ITMO University e do Trinity College projetaram um supercral nanosized opticamente ativo, cuja nova arquitetura pode separar moléculas orgânicas, facilitando assim consideravelmente a tecnologia de síntese de drogas. O estudo foi publicado em Relatórios Científicos . p A estrutura do novo supercristal é semelhante a uma escada em hélice. O supercral é composto de numerosos pontos quânticos em forma de bastão - minúsculos pedaços de semicondutores com cerca de vários nanômetros de tamanho. Mais importante, ao contrário de pontos quânticos individuais, a montagem possui a propriedade de quiralidade. Graças a esta característica distinta, tais supercristais podem encontrar ampla aplicação em farmacologia para identificar biomoléculas quirais.

p Um objeto é quiral se não pode ser sobreposto à sua imagem no espelho. O exemplo mais comum de quiralidade são as mãos humanas. No modelo supercristal, a quiralidade pode ser visualizada como duas escadas em espiral com pontos quânticos como degraus:um vira à direita, enquanto o outro vira à esquerda. Portanto, o supercral é capaz de absorver a luz polarizada à esquerda e pular a luz polarizada à direita ou o contrário, dependendo da arquitetura.

p Ivan Rukhlenko, chefe do Laboratório de Modelagem e Projeto de Nanoestruturas, notas, "Como acontece com qualquer nanoestrutura quiral, a gama de aplicações de nossos supercristais é enorme. Por exemplo, podemos usá-los em farmacologia para identificar moléculas de drogas quirais. Reunindo-se em espirais em torno deles, os pontos quânticos podem exibir propriedades coletivas que aumentam a absortividade das moléculas em centenas de vezes. Assim, as moléculas podem ser detectadas dentro da solução com muito mais precisão ”.

p A quiralidade é inerente a quase todas as moléculas orgânicas, incluindo proteínas, ácidos nucléicos e outras substâncias no corpo humano. Por esta razão, duas formas de espelho (enantiômeros) de uma droga têm atividades biológicas diferentes. Embora uma forma possa produzir um efeito terapêutico ao interagir com moléculas quirais no organismo, a outra forma pode não ter nenhum efeito ou mesmo ser tóxica. É por isso que a separação cuidadosa dos enantiômeros durante a síntese do fármaco é de vital importância.

p Além da farmacologia, A atividade óptica dos supercristais pode ser usada em várias aplicações técnicas onde a polarização da luz é necessária. A forma da haste de cada ponto quântico faz com que eles interajam com a luz ao longo do eixo longitudinal, é por isso que a posição mútua dos pontos quânticos tem importância fundamental para as propriedades ópticas de toda a estrutura. De forma similar, Os efeitos ópticos dos supercristais se manifestam mais fortemente quando a luz é distribuída ao longo do eixo central. Portanto, orientando os supercristais em solução, os cientistas podem alternar a atividade óptica do sistema, da mesma forma que é feito com os cristais líquidos.

p Apoiado pelo Trinity College, cientistas examinaram a resposta óptica do modelo. Para estudar o cristalino, os pesquisadores variaram vários parâmetros morfológicos de sua estrutura. Eles o esticaram como uma mola e mudaram a distância entre os pontos quânticos e sua orientação em relação uns aos outros.

p "Pela primeira vez, poderíamos teoricamente identificar os parâmetros do supercristal quiral que nos permitem atingir o efeito óptico máximo. Graças a esta abordagem, evitamos a fabricação de muitas cópias desnecessárias com propriedades imprevisíveis, "diz Anvar Baimuratov, autor principal do estudo, pesquisador associado do Centre of Information Optical Technologies (IOT) da ITMO University. "Conhecendo os parâmetros de saída das propriedades ópticas, podemos modelar um supercral para resolver um problema específico. Por outro lado, tendo dados sobre a estrutura do supercral, podemos prever com precisão sua atividade óptica. "

p Com base nos resultados obtidos pelos cientistas russos, seus colegas da Universidade de Tecnologia de Dresden planejam dar vida ao modelo e sintetizar o cristal por meio do origami de DNA. Este método permite montar uma estrutura helicoidal a partir de pontos quânticos por meio da mediação de moléculas de DNA. "O estudo experimental de nossos supercristais deve confirmar suas propriedades teoricamente previstas e identificar novas. Mas a principal vantagem da nova estrutura semicondutora já é evidente - variando sua morfologia no processo de síntese, podemos mudar a resposta óptica do supercral em uma ampla faixa de frequência, "acrescenta Ivan Rukhlenko.

p Uma série de tecnologias atuais são baseadas no uso de pontos quânticos únicos. Agora, os pesquisadores se propõem a reuni-los em supercristais. "Montando pontos quânticos em blocos, obtemos mais graus de liberdade para alterar a atividade óptica de soluções de supercristais. Quanto mais complexa é a estrutura, quanto mais fortes suas propriedades dependem de como colocamos os elementos juntos. Adicionar complexidade à estrutura levará ao aparecimento de uma série de novos materiais ópticos, "conclui Anvar Baimuratov.