Sander Wezenberg, et les doctorants Thomas van Leeuwen et Kaja Sitkowska, de l'Université de Groningen aux Pays-Bas, nous ont parlé de leurs travaux en chiralité et moteurs moléculaires, et la scène balnéaire en couverture de ChemComm qu'il a inspiré.

La chiralité est une propriété très importante dans la science et la nature. C'est une forme d'asymétrie, où l'on peut avoir deux objets identiques en tous points, sauf qu'ils sont des images miroir l'un de l'autre. Vos mains sont un exemple d'objet chiral.

Lorsque la chiralité est appliquée aux molécules, les deux formes miroir de la molécule sont appelées isomères, et sont souvent appelés isomère « gaucher » et « droitier ». Il est très courant qu'un isomère d'une molécule existe dans la nature, tandis que l'autre isomère ne peut être obtenu qu'en le synthétisant en laboratoire. "Personne ne sait d'où vient cette préférence pour une forme chirale dans la nature", dit Thomas. "C'est encore un peu un mystère en chimie."

Cela peut être un problème pour les chimistes, car c'est parfois la molécule non naturelle qui est la plus utile dans les réactions, et pour des applications telles que les molécules médicamenteuses. Il est donc très utile de pouvoir convertir une molécule d'une forme chirale à l'autre.

Chiralité inversée

Polymères chiraux commutables, c'est-à-dire de longues molécules que vous pouvez basculer entre les chiralités gauchers et droitiers - ont des applications dans, par exemple, matériaux de détection.

"Nous travaillons sur un moyen de contrôler la chiralité des polymères en utilisant un petit moteur moléculaire comme déclencheur, " dit Thomas.

Sander explique :"Nous avons une molécule très unique - un moteur moléculaire - dans laquelle vous pouvez contrôler la chiralité à l'aide d'une séquence d'étapes lumineuses et activées thermiquement. Nous avons maintenant trouvé un moyen de transférer les informations chirales de cette molécule sur une autre molécule. – le polymère – ce qui signifie que vous pouvez contrôler la maniabilité du polymère de manière dynamique."

Les moteurs moléculaires sont un sujet brûlant dans le groupe, qui est dirigé par Ben Feringa qui a remporté le prix Nobel en 2016 pour son travail dans ce domaine, aux côtés des récipiendaires Fraser Stoddart et Jean-Pierre Sauvage.

Le moteur moléculaire s'attache au polymère via des interactions non covalentes et la lumière est utilisée comme stimulus pour changer sa chiralité. En raison de la façon dont il est attaché au polymère, le polymère commute également.