En kemisk reaktion omvandlar molekylerna som utgör materia. För att påverka kemiska reaktioner, kemister agerar vanligtvis på själva molekylerna, snarare än det utrymme där reaktionen äger rum. Dock, forskare vid universitetet i Strasbourg har visat att kemiska reaktioner verkligen kan påverkas helt enkelt genom att genomföra dem mellan två speglar på lämpligt avstånd, höll bara mikrometers avstånd, en kärlfysiker kallar en "optisk hålighet".

Inuti dessa mikroskopiska "optiska hålrum", som överallt annars i universum, elektromagnetiska fluktuationer inträffar, även i mörkret. Dessa fluktuationer kan ses som vågor instängda mellan två väggar. När väggarna är placerade på lämpligt avstånd, vågorna förstärks, precis som en gungas rörelse förstärks när den trycks med jämna mellanrum motsvarande dess svängningsfrekvens. När en vätska injiceras mellan väggarna i kaviteten, de elektromagnetiska fluktuationerna interagerar med molekylerna inuti, förutsatt att kaviteten resonerar med en av molekylens vibrationer. Om interaktionen är tillräckligt stark, vibrationerna och den optiska resonansen bildar hybridtillstånd (halvfotoniska, halvvibrerande). Isåfall, molekylerna kan sägas vara under påverkan av vibrationell stark koppling (VSC).

Teamen av professorerna Thomas Ebbesen och Joseph Moran, specialiserad på nanovetenskap och kemisk katalys, respektive, inledde ett samarbete 2015 för att försöka förstå om VSC kunde ha effekt på kemiska reaktioner. Det följande året, de publicerade en första artikel som visar att det är möjligt att bromsa avskyddet av en trimetylsilylskyddsgrupp med fluorid med en faktor fem.

Dessa lovande resultat fick dem att försöka kontrollera selektiviteten av kemiska reaktioner med VSC. Med andra ord, att studera möjligheten att främja bildningen av en produkt framför en annan i en transformation som skulle kunna ge två olika utfall. För det här syftet, de designade ett substrat som består av två distinkta silylgrupper som kan reagera med fluoridjonen för att bilda två olika produkter. Genom att ställa in den optiska kaviteten till olika vibrationer hos molekylen, de kunde inte bara ändra det relativa utbytet av två produkter, men också visa vilka vibrationer som är inblandade i reaktionsmekanismen.

Denna banbrytande upptäckt är ett proof of concept som öppnar vägen för att kontrollera kemiska reaktioner med enkla fysikaliska medel:genom att justera avståndet mellan två speglar i mörkret. Dessutom, det är ett verktyg för att förstå grundläggande kemisk reaktivitet. Men samarbetet mellan de två teamen stannar inte där. De studerar för närvarande andra typer av reaktioner för att försöka förstå de regler som styr kemi under påverkan av VSC.