Figure 1. Auto-assemblage des NP Cu2S aux NF et propriétés chiroptiques des NF. ( a-c ) Images de microscopie électronique à balayage (SEM) de NF assemblés à partir de ( a ) L-Cys-, ( b ) D-Cys- et ( c ) DL-Cys-Cu2S NPs. ( d ) Spectres de dichroïsme circulaire (CD) des NF illustrés en ( a-c ), qui montrent une activité chiroptique dans la région UV-SWIR. ( e ) Images de microscopie électronique à transmission (TEM) de différentes étapes de la formation des NF, NP (0 h) assemblés en NF (20 h) à travers des supraparticules (1 h, 2 h) et des nanofeuilles (5 h, 10 h). Crédit :Institut supérieur des sciences et technologies de Corée (KAIST)
Une équipe de recherche a transféré la chiralité de l'échelle moléculaire à l'échelle microscopique pour étendre les plateformes matérielles et les applications. L'activité optique de ce nouveau matériau chiral englobe la région infrarouge à ondes courtes.
Cette plate-forme pourrait servir de stratégie puissante pour le transfert de chiralité hiérarchique par auto-assemblage, générant une large activité optique et fournissant d'immenses applications, notamment la bio, les télécommunications et la technique d'imagerie. Il s'agit de la première observation d'une si large fenêtre d'activité chiroptique des nanomatériaux.
"Nous avons synthétisé des sulfures de cuivre chiraux en utilisant la cystéine, comme stabilisant, et en transférant la chiralité de la moléculaire à la micro-échelle par auto-assemblage", a expliqué le professeur Jihyeon Yeom du Département de science et génie des matériaux, qui a dirigé la recherche. Le résultat a été rapporté dans ACS Nano le 14 septembre.
Les nanomatériaux chiraux fournissent une plate-forme riche pour des applications polyvalentes. Le réglage de la longueur d'onde des maxima de rotation de polarisation dans la large gamme est un candidat prometteur pour la stimulation neurale infrarouge, l'imagerie et la nanothermométrie. Cependant, la majorité des nanomatériaux chiraux développés précédemment ont révélé l'activité optique dans une gamme de longueurs d'onde relativement plus courte, et non dans l'infrarouge à ondes courtes.
Pour obtenir une activité chiroptique dans la région infrarouge à ondes courtes, les matériaux doivent être dans des dimensions inférieures au micromètre, qui sont compatibles avec la longueur d'onde de la lumière de la région infrarouge à ondes courtes pour une forte interaction lumière-matière. Ils doivent également avoir la propriété optique d'absorption de la région infrarouge à ondes courtes tout en formant une structure avec chiralité.
L'équipe du professeur Yeom a induit l'auto-assemblage des nanoparticules chirales en contrôlant les forces d'attraction et de répulsion entre les nanoparticules de base. Au cours de ce processus, la chiralité moléculaire de la cystéine a été transférée à la chiralité à l'échelle nanométrique des nanoparticules, puis transférée à la chiralité à l'échelle micrométrique des nanofleurs de dimensions 1,5–2 2 μm formées par l'auto-assemblage.
"Nous travaillerons pour étendre la gamme de longueurs d'onde de l'activité chiroptique à la région infrarouge à ondes courtes, remodelant ainsi notre vie quotidienne sous la forme d'un bio-code-barres capable de stocker une grande quantité d'informations sous la peau", a déclaré le professeur Yeom. Chiralité électromagnétique :des fondamentaux aux phénomènes chiroptiques non traditionnels
