Figur 1. Självmontering av Cu2S NPs till NFs och chiroptiska egenskaper hos NFs. (a-c) Svepelektronmikroskopi (SEM) bilder av NFs sammansatta från (a) L-Cys-, (b) D-Cys- och (c) DL-Cys-Cu2S NPs. (d) Cirkulär Dichroism (CD) spektra av NF:er som visas i (a-c), som visar kirotisk aktivitet i UV-SWIR-regionen. (e) Transmissionselektronmikroskopi (TEM) bilder av olika stadier under NFs bildning, NPs (0 h) sammansatta till NFs (20 h) genom suprapartiklar (1 h, 2 h) och nanolöv (5 h, 10 h). Kredit:Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)
Ett forskarlag överförde kiralitet från den molekylära skalan till en mikroskala för att utöka materialplattformar och applikationer. Den optiska aktiviteten från detta nya kirala material omfattar kortvågigt infrarött område.
Denna plattform skulle kunna fungera som en kraftfull strategi för hierarkisk kiralitetsöverföring genom självmontering, generera bred optisk aktivitet och tillhandahålla enorma applikationer inklusive bio, telekommunikation och bildteknik. Detta är den första observationen av ett så brett fönster av kirotisk aktivitet från nanomaterial.
"Vi syntetiserade kirala kopparsulfider med cystein, som stabilisator, och överförde kiraliteten från molekylär till mikroskalan genom självmontering", förklarade professor Jihyeon Yeom från institutionen för materialvetenskap och teknik, som ledde forskningen. Resultatet rapporterades i ACS Nano den 14 september.
Kirala nanomaterial ger en rik plattform för mångsidiga applikationer. Att justera våglängden för polarisationsrotationsmaxima inom det breda området är en lovande kandidat för infraröd neural stimulering, avbildning och nanotermometri. Men majoriteten av tidigare utvecklade kirala nanomaterial avslöjade den optiska aktiviteten i ett relativt kortare våglängdsområde, inte i kortvågigt infrarött.
För att uppnå chiroptisk aktivitet i det kortvågiga infraröda området, bör material vara i submikrometerdimensioner, som är kompatibla med våglängden för kortvågigt infrarött områdesljus för stark ljus-materia-interaktion. De bör också ha den optiska egenskapen kortvågig absorption av infraröd region samtidigt som de bildar en struktur med kiralitet.
Professor Yeoms team inducerade självmontering av de kirala nanopartiklarna genom att kontrollera attraktions- och repulsionskrafterna mellan nanopartiklarna av byggstenen. Under denna process överfördes molekylär kiralitet av cystein till nanopartiklars nanoskala kiralitet och överfördes sedan till kiralitet i mikrometerskala för nanoblommor med 1,5–2 2 μm dimensioner som bildas av självmonteringen.
"Vi kommer att arbeta för att utvidga våglängdsintervallet för kirotisk aktivitet till den kortvågiga infraröda regionen, och på så sätt omforma våra dagliga liv i form av en bio-streckkod som kan lagra stora mängder information under huden", säger professor Yeom. + Utforska vidare
