Um grupo de pesquisa do Instituto de Ciência Molecular observou com sucesso a canhota e a destra de estruturas materiais em nanoescala, iluminando nanoestruturas de ouro quirais com luz polarizada circularmente e detectando a força óptica atuando em uma sonda próxima às nanoestruturas. Este resultado demonstrou que é possível analisar a estrutura quiral da matéria em nanoescala usando luz.



A quiralidade descreve a propriedade de uma estrutura material não ser sobreposta à sua imagem espelhada. Como as mãos esquerda e direita, que são imagens espelhadas uma da outra, não coincidem (não são iguais), elas são quirais.

Objetos quirais podem ser distinguidos como destros ou canhotos. Muitas substâncias que constituem a vida são quirais e, muitas vezes, apenas uma delas, destra ou canhota, existe naturalmente. Além disso, em novos materiais funcionais, a sua natureza quiral muitas vezes desempenha um papel importante para as funções.

Uma característica de tais materiais quirais é exibir respostas diferentes à luz polarizada circularmente direita e esquerda, conhecida como efeito quiro-óptico. No entanto, a observação do efeito quiro-óptico em nanoescala, ocorrendo perto de uma substância quiral, não tinha sido realizada até agora.

Neste estudo, o efeito quiro-óptico em nanoescala foi observado usando Microscopia de Força Fotoinduzida sob modo de força óptica (OF-PiFM), que detecta a força óptica exercida na ponta próxima ao objeto iluminado. Embora tenha sido teoricamente considerado que o efeito quiro-óptico em nanoescala poderia ser observado usando OF-PiFM, nenhuma observação real foi relatada. O artigo foi publicado na revista Nano Letters .

O grupo de pesquisa observou com sucesso o efeito quiro-óptico em nanoescala, detectando a força óptica induzida na sonda perto da nanoestrutura quiral de ouro iluminada com luz polarizada circularmente direita e esquerda usando OF-PiFM.

Como amostra para verificar a eficácia desse método, o grupo de pesquisa utilizou nanoestruturas de ouro em forma de gamadion.

Como resultado da imagem das estruturas gamadion com OF-PiFM, imagens diferentes foram obtidas ao iluminar com luz polarizada circularmente para a direita em comparação com luz polarizada circularmente para a esquerda.

Estes resultados esclarecem que destros ou canhotos locais em nanoescala podem ser distinguidos e observados usando OF-PiFM com luz circularmente polarizada.

Mais informações: Junsuke Yamanishi et al, Observação Nanoscópica da Força Quiro-Óptica, Nano Letras (2023). DOI:10.1021/acs.nanolett.3c02534
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