Обычно невозможно наложить определенный тип молекулярного компонента, который лежит в основе спирально расположенных жидких кристаллов, на их молекулярные зеркальные изображения, так же как человек не может наложить две руки и заставить их точно совпадать, не перевернув одну. Молекулы с этим свойством описываются как «хиральные». Некоторые материалы используют принцип хиральности для вращения света в плоскости, перпендикулярной направлению световой волны, известной как круговая поляризация. Понимание того, как работают такие материалы, может помочь исследователям в разработке, например, продвинутой голографии или оптического кодирования.
Исследователи давно постулировали, что спиральные молекулярные сборки при освещении излучают циркулярно поляризованный свет пространственно анизотропным образом, который зависит от трехмерной морфологии и ориентации сборок. Однако это предположение об ориентации не было окончательно проверено на молекулярном уровне . Это должно помочь исследователям разработать улучшенные дисплеи и лучше понять оптические принципы, лежащие в основе таких дисплеев.
В исследовании, недавно опубликованном в журнале Американского химического общества , исследователи из Университета Цукубы продемонстрировали пространственное распределение циркулярно поляризованного света, излучаемого микросферической молекулярной сборкой, состоящей из хирального полимера.
«Составляющие полимеры спонтанно объединяются друг с другом по спирали с микросферической морфологией только за счет медленной диффузии паров метанола в раствор хирального полимера в хлороформе», - объясняет профессор Йохей Ямамото, старший автор. «Это важно для придания максимального макроскопического порядка полимерным сборкам, что недостижимо в растворах или в тонкопленочных состояниях».
Изображение микрочастиц с помощью поляризованной оптической микроскопии показало спиралевидную или спиралевидную структуру. Из этих микроскопических наблюдений команда пришла к выводу, что хиральность полимера в атомном масштабе определяет «направленность» или направление спиральной текстуры микрочастиц. Взяв единственную микрочастицу и наблюдая за ней, вращая ее различными способами, подтвердил этот вывод.
«Пространственное распределение циркулярно поляризованной флуоресценции отдельных частиц по существу лишено вращательной симметрии», - говорит профессор Ямамото. «Это связано с трехмерной анизотропной молекулярной укладкой полимера , из которого состоят микрочастицы».
Биологические организмы часто используют спиральную укладку для укладки белков или нуклеиновых кислот - биологических полимеров. Такое сворачивание может быть полезно в компьютерных алгоритмах, доставке лекарств и других технологиях. Исследователи могут быть вдохновлены результатами, представленными здесь, для включения трехмерного считывания цвета в наноразмерные объекты. Тем временем у исследователей теперь есть новый универсальный инструмент для изучения того, как можно использовать молекулярную структуру для улучшения пространственных свойств компьютерных дисплеев, лазеров и других повседневных технологий.
Evonews - это полезный новостной портал где мы стараемся собирать для Вас только самые интересные статьи, факты, новости, советы, события и многое другое - чтоб вы могли без напряга познавать новое. 