University of Baths forskare har använt guldfjäderformade spolar 5, 000 gånger tunnare än människohår och kraftfulla lasrar för att möjliggöra upptäckt av vridna molekyler, och applikationerna kan förbättra läkemedelsdesign, telekommunikation och nanorobotik.

Molekyler, inklusive många läkemedel, vrida på vissa sätt och kan existera i vänster- eller högerhänta former beroende på hur de vrider sig. Denna vridning, kallas kiralitet, är avgörande att förstå eftersom det förändrar hur en molekyl beter sig, till exempel i våra kroppar.

Forskare kan studera kirala molekyler med hjälp av särskilt laserljus, som själv vrider sig när den färdas. Sådana studier blir särskilt svåra för små mängder molekyler. Det är här de små guldfjädrarna kan vara till hjälp. Deras form vrider ljuset och skulle bättre kunna anpassa det till molekylerna, vilket gör det lättare att upptäcka små mängder.

Med hjälp av några av de minsta fjädrarna som någonsin skapats, forskarna från University of Bath Institutionen för fysik, arbeta med kollegor från Max Planck Institute for Intelligent Systems, undersökte hur effektiva guldfjädrarna kunde vara för att förbättra interaktioner mellan ljusa och kirala molekyler. De baserade sin studie på en färgomvandlingsmetod för ljus, känd som Second Harmonic Generation (SHG), varvid fjäderns prestanda blir bättre, ju mer rött laserljus omvandlas till blått laserljus.

De fann att fjädrarna verkligen var mycket lovande men att hur bra de presterade berodde på riktningen de var vända mot.

Fysik doktorand David Hooper som är den första författaren till studien, sa:"Det är som att använda ett kalejdoskop för att titta på en bild; bilden blir förvrängd när du roterar kalejdoskopet. Vi måste minimera förvrängningen."

För att minska snedvridningarna, teamet arbetar nu på sätt att optimera fjädrarna, som är kända som kirala nanostrukturer.

"Att noggrant observera molekylernas kiralitet har många potentiella tillämpningar, det kan till exempel hjälpa till att förbättra designen och renheten hos läkemedel och finkemikalier, hjälpa till att utveckla rörelsekontroller för nanorobotik och miniatyrisera komponenter inom telekommunikation, " sa Dr Ventsislav Valev som ledde studien och forskargruppen vid University of Bath.

Forskningen publiceras i tidskriften Avancerade material .