Schéma et mécanisme proposé du processus d'électropolymérisation de la 2-vinylpyridine. (A) Schéma du processus d'électropolymérisation de la 2-vinylpyridine (25). (B) Schéma d'un mécanisme proposé pour la polymérisation énantiosélective en présence d'électrons polarisés en spin. Après l'adsorption du premier monomère sur l'électrode (jaune), un deuxième monomère est adsorbé soit dans la configuration pro-droitier (A) soit dans la configuration pro-gaucher (B). Les électrons polarisés en spin sont transférés de l'électrode dans le complexe formé. La polarisation de spin injectée dépend de la direction d'aimantation du substrat. Un électron polarisé en spin (la sphère avec une flèche) est préféré pour la configuration à droite, et le spin opposé est préférentiellement transféré pour la structure à gauche. Le carbone asymétrique est noté en vert. La polymérisation séquentielle se poursuit et, par conséquent, des structures droites (A') ou gauches (B') sont formées. Aucune preuve de la structure secondaire du polymère n'a pu être obtenue. Crédit :Progrès scientifiques (2022). DOI :10.1126/sciadv.abq2727
Une équipe combinée de chercheurs de l'Institut Weizmann et de l'Institut de technologie d'Israël, tous deux en Israël, a mis au point un moyen de créer un polymère chiral à partir de monomères achiraux en utilisant un champ magnétique comme moyen d'aligner le spin des électrons impliqués dans formation de liens. Dans leur article publié dans la revue Science Advances , le groupe décrit leur technique et ses utilisations possibles en spintronique.
La création de molécules avec des propriétés d'image miroir est importante dans de nombreux processus chimiques - les produits pharmaceutiques sont peut-être l'un des plus connus. Ces molécules ont une chiralité, ce qui signifie qu'elles sont des miroirs d'autres molécules qui permettent une liaison forte. Une analogie serait deux mains pressées l'une contre l'autre. La création de telles molécules a tendance à être un processus long et difficile. Dans ce nouvel effort, les chercheurs ont développé un moyen de simplifier le processus dans un type d'application en utilisant des monomères pour créer un seul polymère chiral.
Le travail de l'équipe consistait à placer une molécule de monomère sur une électrode et à modifier la direction du flux de courant en dessous afin de contrôler le champ magnétique sur la surface de l'électrode à mesure que des monomères supplémentaires étaient ajoutés. Cela a permis de contrôler les électrons polarisés en spin lorsqu'ils étaient absorbés dans le corps de la molécule, ce qui a permis de manipuler la forme du polymère au fur et à mesure de sa croissance. Le résultat était un polymère chiral avec une forme souhaitée.
Les chercheurs notent qu'ils ont été en mesure de maintenir la « latéralité » de chaque nouveau stéréocentre tout au long du processus, bien qu'ils reconnaissent qu'un tel contrôle s'est affaibli à mesure que les chaînes polymères s'allongeaient (ce qui les éloignait de l'électrode). Même ainsi, ils ont constaté qu'ils étaient capables de contrôler l'action à des distances allant jusqu'à 100 nm.
L'utilisation de la nouvelle technique, notent les chercheurs, pourrait permettre la production de polymères chiraux sans avoir besoin de catalyseurs chiraux ou même de réactifs chiraux, qui sont généralement jetés une fois les réactions terminées, ce qui représente une réduction des déchets et des coûts. Ils suggèrent que cela pourrait également aider à expliquer pourquoi les molécules des créatures vivantes sont presque toutes des énantiomères uniques.
© 2022 Réseau Science X Chiralité et sélectivité de spin induite par la chiralité
