巴斯大学 我们现在可以“看到”单个纳米粒子在液体中自由漂浮的扭曲
信用:文茨斯拉夫·瓦列夫和乔尔·柯林斯 在实验室中，单个扭曲的纳米粒子第一次被精确地测量和表征，这使得科学家们离在微观尺度上生产和混合药物又近了一步
巴斯大学的物理学家研究纳米尺度的材料——也就是比针头小10000的分子——他们使用一种新的方法来研究三维纳米粒子的形状，进行了开创性的观察
这项技术被称为超瑞利散射光学活性技术，用于检查金(以及其他材料)的结构，产生了金属形状中“螺纹”扭曲的异常清晰的图像
理解材料内部的扭曲(即所谓的手性)在生产药物、香水、食品添加剂和杀虫剂的行业中至关重要，因为分子扭曲的方向决定了它的一些性质
例如，顺时针旋转的分子会产生柠檬味，而逆时针旋转的相同分子(柠檬味分子的镜像)会产生橙子味
“手性是自然界最基本的特性之一
它存在于亚原子粒子、分子(脱氧核糖核酸、蛋白质)、器官(心脏、大脑)、生物材料(如贝壳)、风暴云(龙卷风)和星系形状(在太空中旋转的螺旋)中
领导这个项目的文茨斯拉夫·瓦列夫教授说
到目前为止，物理学家依赖于200年前的光学方法来确定分子和材料的手性性质，但是这些方法很弱，需要大量的分子或材料才能工作
巴斯光子学和光子材料中心的瓦列夫教授和他的团队通过使用一种基于强激光脉冲的技术，制造出了一种对手性更加敏感的探针，这种探针可以检测自由漂浮在液体中的单个纳米粒子
这一发现是巴斯的物理系与化学系合作完成的
研究人员的发现发表在《纳米快报》上
“这是纳米技术的一项记录，也是一个里程碑，”瓦列夫教授说
“从事这方面的研究是我职业生涯中最有收获的成就之一
" “瓦列夫团队的观察具有历史意义，从科学角度来说，它激励我们合成新的手性三维纳米材料，”该研究的合著者、来自韩国首尔国立大学材料科学与工程系的Ki Tae Nam教授说
超灵敏手性传感的潜在应用有很多
例如，许多药物是手性的
当地的药剂师将能够利用这项技术，以一种全新的方式混合各种物质，用活性成分的微小液滴而不是用化学物质的大烧杯生产药物
“你可以拿着处方去药店，而不是拿一瓶化学药品混合后放在冰箱里储存几天的药，你可以带着微型实验室的药片离开
当药丸破碎后，精确数量的微滴将流过微通道，混合并产生所需的药物
”瓦列夫教授说
“对于这些生产手性药物的小型实验室来说，你需要知道每个微滴中的分子和催化剂的数量，以及它们的手性
”博士说
D
学生卢卡斯·奥努特克是这篇论文的第一作者
“这才是我们的结果真正重要的地方
我们现在的目标是生产含有单一手性纳米粒子的微液滴，用作化学反应的催化剂
" 瓦列夫教授补充道:“展望未来，我们可以想象从这样的微滴中一次一个纳米粒子地构建手性材料甚至机器
这样做将是惊人的
"
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