Por primera vez, una sola nanopartícula retorcida se ha medido y caracterizado con precisión en un laboratorio, lo que lleva a los científicos un paso vital más cerca de un momento en que los medicamentos se producirán y mezclarán a escala microscópica
Los físicos de la Universidad de Bath que estudian materiales en la nanoescala, es decir, moléculas 10.000 más pequeñas que la cabeza de un alfiler, hicieron sus innovadoras observaciones utilizando un nuevo método para examinar la forma de las nanopartículas en 3D. Esta técnica, denominada hiper-La técnica de actividad óptica de dispersión de Rayleigh HRS OA se utilizó para examinar la estructura del oro entre otros materiales, lo que resultó en una imagen excepcionalmente clara de la torsión de la 'rosca del tornillo' en la forma del metal.
Comprender los giros dentro de un material conocido como su quiralidad es vital en las industrias que producen medicamentos, perfumes, aditivos alimentarios y pesticidas, ya que la dirección en la que gira una molécula determina algunas de sus propiedades. Por ejemplo, una molécula que giraen el sentido de las agujas del reloj producirá el olor de los limones, mientras que la molécula idéntica girando en el sentido contrario a las agujas del reloj la imagen especular de la molécula con olor a limón huele a naranjas.
"La quiralidad es una de las propiedades más fundamentales de la naturaleza. Existe en partículas subatómicas, en moléculas ADN, proteínas, en órganos corazón, cerebro, en biomateriales como conchas marinas,en nubes de tormenta tornados y en forma de galaxias espirales que se lanzan a través del espacio ", dijo el profesor Ventsislav Valev, quien dirigió el proyecto.
Hasta ahora, los físicos se han basado en métodos ópticos de 200 años de antigüedad para determinar las propiedades quirales de moléculas y materiales, pero estos métodos son débiles y requieren grandes cantidades de moléculas o materiales para funcionar. Mediante el uso de una técnica basada enpotentes pulsos de láser, el profesor Valev y su equipo en el Centro de Fotónica y Materiales Fotónicos de Bath han producido una sonda mucho más sensible para la quiralidad, una que puede detectar una sola nanopartícula mientras flota libremente en un líquido.
Este descubrimiento fue realizado por el Departamento de Física de Bath en colaboración con el Departamento de Química. Los hallazgos de los investigadores se publican en Nano letras .
"Este es un récord y un hito en nanotecnología", dijo el profesor Valev. "Seguir esta línea de investigación ha sido uno de los logros más gratificantes de mi carrera".
"La observación del grupo de Valev es histórica y científicamente nos inspira en nuestro trabajo para sintetizar nuevos nanomateriales 3D quirales", dijo el coautor del estudio, el profesor Ki Tae Nam de Ciencia e Ingeniería de Materiales de la Universidad Nacional de Seúl en la República de Corea..
Las aplicaciones potenciales de la detección quiral ultrasensible son muchas. Por ejemplo, muchos productos farmacéuticos son quirales. Los farmacéuticos locales podrán aprovechar la tecnología para mezclar sustancias de una manera completamente nueva, produciendo productos farmacéuticos a partir de gotitas diminutas de ingredientes activos en lugar dede grandes vasos de precipitados de productos químicos.
"Podrá ir a la farmacia con una receta y, en lugar de recibir un medicamento que deba mezclarse con botellas de productos químicos y luego guardarlo en el refrigerador durante varios días, se irá con píldoras que sonmini-laboratorios. Al romper la píldora, un número preciso de microgotas fluirá a través de microcanales para mezclar y producir el medicamento necesario ", dijo el profesor Valev.
"Para que estos mini-laboratorios produzcan fármacos quirales, necesitará conocer el número de moléculas y catalizadores dentro de cada microgotita, así como su quiralidad", dijo el estudiante de doctorado Lukas Ohnoutek, primer autor de la"Aquí es donde nuestro resultado es realmente importante. Ahora podemos apuntar a producir microgotitas que contengan una sola nanopartícula quiral, para usar como catalizadores en reacciones químicas".
El profesor Valev agregó: "Mirando hacia el futuro, podemos imaginar la construcción de materiales quirales e incluso máquinas, una nanopartícula a la vez, a partir de tales microgotas. Sería asombroso hacerlo".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Bath . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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