La main gauche ressemble à la main droite dans le miroir mais le gant gaucher ne tient pas sur la main droite. La chiralité fait référence à cette propriété où l'objet ne peut pas être superposé à l'image miroir. Cette propriété des molécules est un facteur important dans la recherche pharmaceutique car elle peut rendre les médicaments toxiques.

Ces molécules et molécules symétriques en miroir ont les mêmes propriétés physiques et ne peuvent donc pas être distinguées par une analyse optique générale. Au lieu de cela, la lumière polarisée - qui tourne dans des directions différentes - doit être utilisée. De plus, lorsque la taille moléculaire est petite par rapport à la longueur d'onde de la lumière, elle a une interaction chirale très faible entre la lumière et les molécules, ce qui la rend difficile à mesurer.

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Junsuk Rho et Jungho Moon (département de génie mécanique et département de génie chimique) à POSTECH en collaboration avec le professeur Ki Tae Nam et le Dr Hyeohn Kim (département de science et génie des matériaux) à l'Université nationale de Séoul et professeur Thomas Zentgraf (Département de physique) de l'Université de Paderborn en Allemagne ont développé ensemble une technologie pour augmenter la chiralité entre la lumière et les nanoparticules en utilisant le métamatériau, connu sous le nom de matériau de cape invisible.

En général, un signal est généré lorsque la lumière est irradiée sur des nanoparticules chirales mais son intensité est très faible. Par conséquent, plusieurs nanoparticules ont dû être collectées pour mesurer le signal moyen. Pour surmonter ce problème, l'équipe de recherche a réussi à synthétiser un matériau chiral artificiel à l'aide de métamatériaux, renforçant considérablement le signal.

L'équipe de recherche a mesuré la diffusion linéaire chirale et la diffusion de génération de deuxième harmonique (SHG) d'une nanoparticule chirale nouvellement développée. SHG est un phénomène dans lequel une lumière avec une fréquence double (2ω) de la lumière incidente (ω, oméga) est générée. La plupart des nanoparticules chirales émettent un signal SHG faible, ce qui rend difficile sa mesure.

Le signal SHG des nanoparticules chirales développées par l'équipe de recherche a été mesuré jusqu'à 10 fois plus grand que le cas linéaire. Cela permet de mesurer la symétrie miroir d'une seule nanoparticule avec une grande précision ainsi qu'une très petite quantité de matériau chiral, et pourrait contribuer à l'analyse structurelle précise des nanoparticules chirales à l'avenir.

L'étude apparaît dans ACS Photonics . + Explorer plus loin

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