Un groupe de recherche de l'Institut des sciences moléculaires a observé avec succès la gauche et la droite des structures matérielles à l'échelle nanométrique, en éclairant des nanostructures d'or chirales avec une lumière polarisée circulairement et en détectant la force optique agissant sur une sonde à proximité des nanostructures. Ce résultat a démontré qu'il est possible d'analyser la structure chirale de la matière à l'échelle nanométrique en utilisant la lumière.
La chiralité décrit la propriété d'une structure matérielle de ne pas être superposable à son image miroir. Puisque les mains gauche et droite, qui sont des images miroir l'une de l'autre, ne coïncident pas (elles ne sont pas identiques), elles sont chirales.
Les objets chiraux peuvent être distingués comme étant droitiers ou gauchers. De nombreuses substances qui constituent la vie sont chirales, et souvent une seule, soit la droite, soit la gaucher, existe naturellement. De plus, dans les nouveaux matériaux fonctionnels, leur nature chirale joue souvent un rôle important pour les fonctions.
Une caractéristique de ces matériaux chiraux est de présenter des réponses différentes à la lumière polarisée circulairement droite et gauche, connue sous le nom d’effet chiro-optique. Cependant, l'observation de l'effet chiroptique à l'échelle nanométrique, se produisant à proximité d'une substance chirale, n'avait pas été réalisée jusqu'à présent.
Dans cette étude, l’effet chiro-optique à l’échelle nanométrique a été observé en utilisant la microscopie à force photo-induite en mode force optique (OF-PiFM), qui détecte la force optique exercée sur la pointe proche de l’objet éclairé. Bien qu'il ait été théoriquement considéré que l'effet chiro-optique à l'échelle nanométrique pouvait être observé en utilisant OF-PiFM, aucune observation réelle n'avait été rapportée. L'article est publié dans la revue Nano Letters. .
Le groupe de recherche a observé avec succès l'effet chiro-optique à l'échelle nanométrique en détectant la force optique induite sur la sonde près de la nanostructure chirale en or éclairée par une lumière polarisée circulairement droite et gauche à l'aide de OF-PiFM.
Comme échantillon pour vérifier l'efficacité de cette méthode, le groupe de recherche a utilisé des nanostructures d'or en forme de gammadion.
Grâce à l'imagerie des structures gammadions avec OF-PiFM, différentes images ont été obtenues lors de l'éclairage avec une lumière polarisée circulairement droite par rapport à une lumière polarisée circulairement gauche.
Ces résultats clarifient que la gaucherie locale à l'échelle nanométrique peut être distinguée et observée en utilisant OF-PiFM avec une lumière polarisée circulairement.
Plus d'informations : Junsuke Yamanishi et al, Observation nanoscopique de la force chiro-optique, Nano Letters (2023). DOI :10.1021/acs.nanolett.3c02534
Informations sur le journal : Lettres nano
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