Quiralidade Iluminadora: Torcendo Cristais com Luz
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A quiralidade, uma propriedade fundamental nos processos biológicos, químicos e físicos, desempenha um papel vital ao permitir interações únicas com a luz polarizada e as moléculas quirais. Como resultado, os sólidos quirais são altamente valorizados para aplicações em catálise, deteção e tecnologias ópticas. No entanto, a quiralidade nos cristais tem tradicionalmente permanecido fixa durante a sua formação, uma vez que a alteração das suas formas esquerda ou direita, conhecidas como enantiómeros, requer a fusão e recristalização do material.
Numa descoberta inovadora, investigadores do Instituto Max Planck e da Universidade de Oxford conceberam um método para induzir a quiralidade em cristais não quirais utilizando luz terahertz. Empregando esta nova técnica, podem criar enantiómeros esquerdos ou direitos a pedido. De acordo com a revista Science, este avanço abre novas e excitantes oportunidades para explorar e manipular ativamente materiais complexos em estados dinâmicos e de não-equilíbrio.
Quiralidade e o seu papel na estrutura cristalina
A quiralidade, a propriedade dos objectos que não podem alinhar-se com as suas imagens no espelho, surge nos cristais a partir de disposições atómicas específicas que afectam as interações com a luz, a eletricidade e as moléculas.
A equipa de Hamburgo-Oxford estudou cristais antiferro-quirais, que têm subestruturas equilibradas à esquerda e à direita, tornando-os globalmente não-quirais. Usando luz terahertz, os investigadores, liderados por Andrea Cavalleri, perturbaram este equilíbrio no fosfato de boro (BPO4), induzindo a quiralidade numa escala de tempo ultra-rápida.
“Este processo baseia-se na fonónica não linear”, explica o autor principal, Zhiyang Zeng. Ao excitar modos vibracionais terahertz específicos, a equipa criou um estado quiral que dura vários picossegundos. A rotação da polarização da luz em 90 graus permitiu um controlo preciso para induzir a quiralidade esquerda ou direita, um feito sem precedentes, acrescenta o coautor Michael Först.
Potencial revolucionário e aplicações futuras
“Esta descoberta é um passo significativo no controlo dinâmico da matéria à escala atómica”, afirma Andrea Cavalleri. A capacidade de induzir a quiralidade em materiais não quirais não só marca um grande avanço, como também abre caminho a aplicações inovadoras, tais como dispositivos de memória ultra-rápidos e plataformas optoelectrónicas avançadas.
À medida que os investigadores continuarem a explorar esta abordagem inovadora, ela poderá revolucionar a forma como manipulamos e projectamos os materiais. Isto tem o potencial de desbloquear novas funcionalidades especializadas numa série de domínios científicos e tecnológicos.
Leia o Artigo Original: Scitechdaily
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