Ett nytt nanomaterial utvecklat av forskare vid University of Bath kan lösa en gåta som forskare ställs inför som undersöker några av de mest lovande typerna av framtida läkemedel.

Forskare som studerar nanoskalan - med molekyler och material 10, 000 mindre än ett knappnålshuvud – måste kunna testa hur vissa molekyler vrider sig, känd som deras chiralitet, eftersom spegelbildsmolekyler med samma struktur kan ha väldigt olika egenskaper. Till exempel en sorts molekyl luktar citron när den vrider sig åt ena hållet, och apelsiner när de vrids åt andra hållet.

Att upptäcka dessa vändningar är särskilt viktigt i vissa högvärdiga industrier som läkemedel, parfymer, livsmedelstillsatser och bekämpningsmedel.

Nyligen, en ny klass av material i nanoskala har utvecklats för att hjälpa till att urskilja molekylernas kiralitet. Dessa så kallade 'nanomaterial' består vanligtvis av små tvinnade metalltrådar, som själva är kirala.

Dock, det har blivit väldigt svårt att skilja vridningen av nanomaterialen från vridningen av molekylerna de ska hjälpa till att studera.

För att lösa detta problem skapade teamet från University of Baths institution för fysik ett nanomaterial som både är vridet och inte är det. Detta nanomaterial har lika många motsatta vändningar - vilket betyder att de tar bort varandra. Vanligtvis, vid interaktion med ljus, sådant material visas utan någon vridning; hur skulle det då kunna optimeras för att interagera med molekyler?

Med hjälp av en matematisk analys av materialets symmetriegenskaper, teamet upptäckte några speciella fall, som kan föra fram den "dolda" vridningen och möjliggöra mycket känslig detektering av kiralitet i molekyler.

Huvudförfattare professor Ventsislav Valev, från University of Bath Institutionen för fysik, sade:"Detta arbete tar bort en viktig vägspärr för hela forskningsfältet och banar väg för ultrakänslig detektering av kiralitet i molekyler, använder nanomaterial."

Ph.D. elev Alex Murphy, som arbetade med studien, sa:"Molekylär kiralitet är en fantastisk egenskap att studera. Du kan känna lukten av kiralitet, eftersom samma men motsatt vridna molekyler luktar citroner och apelsiner. Du kan smaka chiralitet, eftersom en twist av aspartam är söt och den andra är smaklös. Du kan känna chiralitet, eftersom en vridning av mentol ger en sval känsla i huden medan den andra inte gör det. Du berör chiralitet uttryckt i snäckskalsvridningen. Och det är fantastiskt att se kiralitet uttryckt i dess interaktion med färgerna i laserljus."