06.05.2022 - Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft

Control de las imágenes en espejo

Los científicos han encontrado una forma de tratar las moléculas quirales por separado

Mediante un nuevo método experimental, un equipo dirigido por la física Sandra Eibenberger-Arias, del Fritz-Haber-Institut, ha transferido las formas de imagen especular de las moléculas quirales a diferentes estados rotacionales con más eficacia que nunca. Esto abre las puertas a una comprensión más profunda y a la manipulabilidad de este tipo común de moléculas para futuras aplicaciones.

La quiralidad, aunque no es una rareza en el mundo de las moléculas, es sin embargo una propiedad especial. Si una molécula es quiral (de la palabra griega chiros = mano), existe en dos versiones reflejadas que son muy similares pero no idénticas - como dos manos que pueden doblarse juntas, pero no pueden colocarse congruentemente una encima de la otra. Por eso se habla de moléculas diestras y zurdas, o enantiómeros, que en griego significa "forma opuesta".

Un equipo internacional de científicos del Instituto Fritz Haber de la Sociedad Max Planck y del Instituto de Física General Prokhorov de la Academia Rusa de Ciencias ha encontrado la forma de tratar estas moléculas por separado. Dado que las moléculas quirales son muy parecidas entre sí, esto supone un verdadero reto. "El truco consiste en exponerlas a la radiación electromagnética de forma que sólo responda una "mano", es decir, un enantiómero. Esto nos permite controlar específicamente las moléculas diestras o zurdas y aprender más sobre ellas", dice la Dra. Sandra Eibenberger-Arias, jefa del grupo de Moléculas Controladas del Instituto Fritz-Haber.

Aprender esto es importante porque los enantiómeros tienen a veces cualidades biológicas y químicas muy diferentes, para las que se buscan explicaciones. Por ejemplo, la molécula quiral carvona: una "mano" huele a menta, la otra a alcaravea. O el famoso sedante talidomida, que lleva el nombre de su ingrediente activo, una molécula quiral: mientras una forma tenía el efecto sedante previsto, la otra provocaba defectos de nacimiento. El grupo de Eibenberger-Arias estudia las propiedades físicas de las moléculas quirales. "La teoría predice una pequeña diferencia de energía entre los dos enantiómeros, debido a lo que se llama violación de paridad. Sin embargo, esto no se ha demostrado experimentalmente hasta ahora", explica JuHyeon Lee, del Instituto Fritz-Haber, primer autor de los resultados publicados, que aparecen en la revista Physical Review Letters.

Sin embargo, con una inteligente combinación de diferentes métodos, el grupo de científicos se ha acercado un poco más a conseguirlo. Irradian moléculas quirales en fase gaseosa con radiación UV y microondas. Como resultado, las moléculas diestras y las zurdas pasan a diferentes estados de rotación al cambiar la radiación de microondas. De este modo, los investigadores han conseguido controlar mejor que nunca qué "mano" se encuentra en cada estado de rotación. Además, por primera vez han comparado los resultados experimentales con las predicciones precisas de la teoría, lo que ha permitido comprender mejor los efectos físicos subyacentes.

Aunque es posible que todavía no se consiga una separación completa de los enantiómeros con este método, es notable que se haya podido controlar con tanto éxito en primer lugar. Esto contradice la idea, demasiado simplificada, de que tienen las mismas propiedades físicas. "Si así fuera, no podríamos controlar los enantiómeros con métodos físicos", afirma Sandra Eibenberger-Arias. El equipo internacional, formado por tres mujeres y tres hombres, ha sentado así una buena base para la realización de experimentos de seguimiento, y quizás incluso para la prueba experimental de la violación de la paridad. Esto sería un hito para la investigación básica, y también para todas las aplicaciones futuras.

Nota: Este artículo ha sido traducido utilizando un sistema informático sin intervención humana. LUMITOS ofrece estas traducciones automáticas para presentar una gama más amplia de noticias de actualidad. Como este artículo ha sido traducido con traducción automática, es posible que contenga errores de vocabulario, sintaxis o gramática. El artículo original en Inglés se puede encontrar aquí.

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