17.09.2019 - University of Bath

Los científicos crean un nanomaterial que es retorcido y no retorcido al mismo tiempo.

El material permite una detección increíblemente sensible de la torsión de las moléculas de dirección

Un nuevo nanomaterial desarrollado por científicos de la Universidad de Bath podría resolver el enigma al que se enfrentan los científicos que estudian algunos de los tipos más prometedores de futuros productos farmacéuticos.

Los científicos que estudian la nanoescala -con moléculas y materiales 10.000 más pequeños que una cabeza de alfiler- necesitan poder probar la forma en que algunas moléculas se tuercen, conocida como su quiralidad, porque las moléculas de imagen reflejada con la misma estructura pueden tener propiedades muy diferentes. Por ejemplo, un tipo de molécula huele a limón cuando se retuerce en una dirección, y a naranja cuando se retuerce en la otra dirección.

La detección de estos giros es especialmente importante en algunas industrias de alto valor, como la farmacéutica, la de perfumes, la de aditivos alimentarios y la de pesticidas.

Recientemente, se ha desarrollado una nueva clase de materiales a nanoescala para ayudar a distinguir la quiralidad de las moléculas. Estos llamados"nanomateriales" suelen estar formados por pequeños alambres metálicos retorcidos, que son en sí mismos quirales.

Sin embargo, se ha vuelto muy difícil distinguir el giro de los nanomateriales del giro de las moléculas que se supone que ayudan a estudiar.

Para resolver este problema, el equipo del Departamento de Física de la Universidad de Bath creó un nanomaterial que es retorcido y no lo es. Este nanomaterial tiene el mismo número de giros opuestos, lo que significa que se anulan entre sí. Por lo general, al interactuar con la luz, este material aparece sin ningún giro; ¿cómo entonces podría ser optimizado para interactuar con las moléculas?

Utilizando un análisis matemático de las propiedades de simetría del material, el equipo descubrió algunos casos especiales, que pueden sacar a la luz el giro"oculto" y permitir una detección muy sensible de la quiralidad en las moléculas.

El autor principal, el profesor Ventsislav Valev, del Departamento de Física de la Universidad de Bath, dijo: "Este trabajo elimina un importante obstáculo para todo el campo de investigación y prepara el camino para la detección ultrasensible de la quiralidad en las moléculas, utilizando nanomateriales".

El estudiante de doctorado Alex Murphy, que trabajó en el estudio, dijo: "La quiralidad molecular es una propiedad asombrosa para estudiar. Se puede oler la quiralidad, ya que las mismas moléculas retorcidas pero opuestas huelen a limones y naranjas. Se puede saborear la quiralidad, ya que un giro de Aspartame es dulce y el otro es insípido. Se puede sentir la quiralidad, ya que un giro de mentol da una sensación de frescor a la piel mientras que el otro no lo hace. Tocas la quiralidad expresada en el giro de las conchas marinas. Y es genial ver la quiralidad expresada en sus interacciones con los colores de la luz láser".

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