Des chercheurs de l'Université de Tokyo ont utilisé une méthode efficace pour créer des matériaux chiraux en utilisant une lumière polarisée circulairement. Selon qu'il soit polarisé à gauche ou à droite, la source lumineuse induit des champs électriques aux coins opposés des nanocuboïdes d'or sur TiO 2 . Par séparation de charge induite par plasmon, l'or converti Pb ²⁺ en PbO 2 pointes déposées dans les coins, résultant en une nanostructure plasmonique chirale avec un excès énantiomérique élevé. Les matériaux avec une telle forme chirale sont utiles pour la détection et la synthèse asymétrique.

La chiralité est au cœur de la recherche chimique et de nombreuses technologies. Pour les chimistes organiques, choisir entre les isomères gauche et droit des molécules fait partie du travail d'une journée. Cependant, de nombreux matériaux solides ont également des formes énantiomères, donnant lieu à une multitude d'applications.

Les chimistes organiques s'appuient généralement sur un arsenal de réactions de laboratoire pour contrôler la pureté chirale. Pour les matériaux, il y en a un autre, approche plus élégante - lumière polarisée circulairement, qui se fait facilement, et peut être soit à polarisation circulaire gauche (LCP) soit à polarisation circulaire droite (RCP). En synthèse matérielle, les torsions opposées de la lumière LCP et RCP conduisent indirectement à des structures qui sont des images miroir l'une de l'autre.

Précédemment, cette stratégie a été entravée dans la pratique. Maintenant, des chercheurs de l'Institut des sciences industrielles de l'Université de Tokyo ont réussi à créer des nanostructures chirales à partir de particules d'or (Au). L'astuce consistait à utiliser de la lumière polarisée circulairement pour générer des champs électriques, qui se localisent différemment selon le LCP ou le RCP. Cela a conduit à son tour au dépôt chiral d'un matériau diélectrique.

Comme décrit dans une étude publiée dans Lettres nano , les chercheurs ont d'abord déposé des nanocuboïdes d'Au - essentiellement des lingots d'or rectangulaires miniatures - sur un TiO 2 substrat.

Comme l'explique le co-auteur de l'étude, Koichiro Saito, "Sous un faisceau de lumière polarisée circulairement, champs électriques accumulés autour des cuboïdes, mais à une paire de coins pour la rotation LCP, et la paire opposée sous la lumière RCP. À ce point, nous avions atteint la chiralité, mais sous une forme électrique plutôt que matérielle."

La chiralité du champ électrique a ensuite été transférée au matériau lui-même par séparation de charge induite par plasmon, dans laquelle Pb ²⁺ les ions ont été oxydés par les champs électriques distribués chiraux. Ce PbO déposé 2 , un matériau diélectrique, à un ensemble de coins cuboïdes ou à l'autre, selon la source lumineuse d'origine. La microscopie électronique a montré les barres d'or transformées en images miroir non superposables, la marque de la chiralité.

"C'est la première fois qu'un matériau chiral est fabriqué en exploitant la résonance plasmon, ", déclare le co-auteur Tetsu Tatsuma. "Aucune autre source de chiralité n'est nécessaire que la lumière elle-même. Les matériaux plasmoniques chiraux à l'échelle nanométrique sont très utiles pour la détection et la synthèse asymétrique, et notre processus les rend beaucoup plus efficaces à produire. Plus, nous ne pensons pas que cela se limite à un seul produit - d'autres nanomatériaux chiraux ont une gamme incroyable de fonctions dans la technologie moderne."