Wissenschaftler entwickeln neues Nanomaterial, das Verdrehungen in Molekülen erkennen kann

Forscher entwickelten ein neues Nanomaterial, um die Herausforderung der Identifizierung von Molekülverdrehungen zu meistern.

Nanomaterial Ventsislav Valev
Nanomaterial Ventsislav Valev erkennt Verdrehungen in Molekülen

Die Untersuchung von Materialien und Molekülen im Nanomaßstab stellt die Wissenschaftler vor eine Reihe von Herausforderungen. Immerhin geht es um Materialien, die 10.000-mal kleiner sind als ein Stecknadelkopf.

Ein großes Problem war lange Zeit die Möglichkeit zu testen, wie sich diese Materialien verdrehen. Ein Molekül könnte sich in eine Richtung verdrehen und einen Geruch oder eine Reaktion ausströmen, die anders ist, wenn es sich in eine andere Richtung verdreht. Aber weil sie so winzig sind, ist es schwer, diese Verdrehungen zu erkennen.

Neues Nanomaterial kann die Herausforderung überwinden, Verdrehungen zu sehen

Forscher der University of Bath haben ein neues Nanomaterial entwickelt, das helfen kann, diese Herausforderung zu überwinden und eine Reihe von Industrien bei der Entwicklung von Medikamenten, Parfüms, Lebensmittelzusatzstoffen und Pestiziden zu unterstützen. Die Arbeit wurde in Nanoscale Horizons veröffentlicht.

„Molekulare Chiralität ist eine erstaunliche Eigenschaft, die man untersuchen kann. Man kann Chiralität riechen, da die gleichen, aber gegensätzlich verdrehten Moleküle nach Zitronen und Orangen riechen. Man kann Chiralität schmecken, da eine Verdrehung von Aspartam süß und die andere geschmacklos ist. Man kann Chiralität fühlen, da eine Windung von Menthol ein kühles Gefühl auf der Haut hervorruft, während die andere es nicht tut“, sagte Doktorand Alex Murphy, der an der Studie mitgearbeitet hat, in einer Pressemitteilung. „Sie berühren Chiralität, die sich in der Drehung von Muscheln ausdrückt. Und es ist großartig zu sehen, wie sich Chiralität in den Wechselwirkungen mit den Farben des Laserlichts ausdrückt.“

Derzeit ist es schwierig, die Verdrehungen der Nanomaterialien von der Verdrehung der Moleküle zu unterscheiden, bei deren Untersuchung sie helfen sollen. Um das zu überwinden, hat ein Team des Fachbereichs Physik der University of Bath ein Nanoröhrenmaterial entwickelt, das verdreht und unverdreht werden kann. Das Material hat eine gleiche Anzahl entgegengesetzter Verdrehungen, so dass sich die Verdrehungen von beiden aufheben können.

Eine wichtige Straßensperre ist jetzt aufgehoben

Die Wissenschaftler wendeten dann eine mathematische Gleichung an, um die versteckte Verdrehung ans Licht zu bringen und die Chiralität in den untersuchten Molekülen zu erkennen.

„Diese Arbeit beseitigt eine wichtige Straßensperre für das gesamte Forschungsfeld und ebnet den Weg zum ultraempfindlichen Nachweis von Chiralität in Molekülen unter Verwendung von Nanomaterialien“, sagte Professor Ventsislav Valev, der Hauptautor der Studie von der University of Bath Department of Physics in der Presseerklärung.