Pour la première fois, les scientifiques ont créé un moyen de modéliser l'interaction entre les molécules légères et tordues, au fur et à mesure que ces molécules passent de la version gauche à la version droite, ou vice versa. Les formes de transition offrent un aperçu plus approfondi des symétries matérielles et leur comportement inattendu pourrait conduire à une meilleure conception des composants de télécommunications.

De nombreuses molécules, y compris les produits pharmaceutiques importants et les produits chimiques précieux, existent sous deux formes "chirales" - ils ont la même structure chimique disposée en images miroir, appelées formes gauchers et droitiers. Cela peut altérer leurs propriétés et est donc important pour bien comprendre comment le composé interagit avec d'autres molécules, ou lumière.

Typiquement, il n'a été possible d'étudier que la forme chirale gauche ou droite mais rien entre les deux, Cependant, idéalement, les scientifiques aimeraient transformer progressivement une forme d'une main à l'autre et observer comment les effets de ce changement se traduisent en propriétés physiques.

Aujourd'hui membre d'une équipe de recherche du Département de physique de l'Université de Bath, travailler avec des collègues de l'University College London, Belgique et Chine, a créé un moyen de faire exactement cela.

Leur méthode unique consiste à fabriquer des "molécules artificielles" métalliques à l'échelle nanométrique représentatives de 35 étapes intermédiaires le long d'une transformation géométrique, d'une main à l'autre. A cette nano-échelle, la forme de la molécule artificielle affecte ses propriétés optiques, ainsi, en utilisant une lumière laser torsadée, l'équipe a étudié les propriétés des différentes étapes, au fur et à mesure que les molécules artificielles se sont transformées de gauche à droite.

Le doctorant Joel Collins a déclaré :« Nous avons pu suivre les propriétés d'une molécule artificielle chirale, comme il a été transformé de la forme gaucher à la forme droitière, par deux voies différentes. Personne n'a fait ça avant. Étonnamment, nous avons constaté que chaque route conduit à un comportement différent.

"Nous avons mesuré la différence d'absorption de la lumière polarisée circulairement à gauche et à droite, connu sous le nom de dichroïsme circulaire (CD). Le long d'un itinéraire, les molécules artificielles se comportent comme on pouvait s'y attendre, avec CD décroissant progressivement, et éventuellement une inversion du CD, pour la structure en miroir. Cependant, le long de la deuxième route, le CD s'est inversé plusieurs fois, avant même que la structure ne change de latéralité."

La recherche est publiée dans la revue Matériaux optiques avancés .

Le Dr Ventsislav Valev, qui a dirigé la recherche, a déclaré :« C'est en fait une idée très élégante, mais elle n'est devenue une possibilité que grâce aux récents progrès de la nanofabrication.

« En chimie, vous ne pouvez pas régler la torsion d'une molécule chirale, donc chaque scientifique qui étudie de telles molécules doit régler la longueur d'onde de la lumière. Nous avons démontré une nouvelle, effet physique complémentaire, où nous fixons la longueur d'onde et réglons la torsion de la molécule artificielle chirale. Dans de nombreux cas, notre approche est plus pratique; par exemple, lorsque nous concevons des composants télécoms, où la longueur d'onde optique est prédéterminée."