Reactiekinetiek stimuleert de vorming van chirale nanokristallen in telluuratomen

Een team van onderzoekers van Ernest Orlando Lawrence Berkeley National Laboratory, de University of California, Berkeley, de University of Birmingham, Edgbaston, de University of Washington en het Kavli Energy NanoScience Institute heeft ontdekt dat reactiekinetiek de factoren zijn die de vorming van chirale nanokristallen stimuleren. tellurium-atomen. In hun paper gepubliceerd in het tijdschrift Wetenschapbeschrijft de groep het bereiden van Te-kristallen op verschillende manieren en keek vervolgens onder een microscoop naar wat er met hen gebeurde. Inna Popov van het Center for Nanoscience and Nanotechnology, aan de Hebreeuwse Universiteit van Jeruzalem, heeft een Perspectives-stuk gepubliceerd in hetzelfde tijdschriftnummer waarin recent onderzoek wordt geschetst naar de manier waarop chirale verbindingen chirale kristalvormen vormen en geeft ook een overzicht van het verrichte werk door het team in deze nieuwe inspanning.

Chiraliteit is een term die een eigenschap van een gespiegelde structuur beschrijft, waarbij het spiegelbeeld van de ene niet over de andere heen kan worden gelegd. Een voorbeeld is een eenvoudig paar handschoenen. Ze spiegelen elkaar, maar de linkerhandschoen past niet goed op de rechterhand en vice versa. Een chiraal object en het gespiegelde object staan ​​samen bekend als enantiomorfen. Een achiraal object daarentegen is een gespiegelde structuur waarin de twee op elkaar kunnen worden gelegd. Een onderzoeksgebied waarbij chiraliteit betrokken is, concentreert zich op kristalstructuren – wetenschappers begrijpen nog steeds niet volledig hoe moleculaire chiraliteit betrokken is bij de vorming van chirale kristallen. In deze nieuwe poging probeerden de onderzoekers meer te weten te komen over chirale kristalvorming in één speciaal geval – in het element tellurium.

Om meer te weten te komen over chirale Te-kristalvorming, bereidden de onderzoekers eerst Te-kristalmonsters door het oxide dat ze bevatten te verminderen met behulp van hydrazine samen met achiraal mercaptopropionzuur of chirale L- of D-penicillamine. De monsters werden geprepareerd op verschillende verzadigingsniveaus als een manier om de verschillende effecten die ze zouden hebben op de chiraliteit van de resulterende kristallen te bestuderen.

De onderzoekers ontdekten dat kristallen bereid met gemiddelde verzadigingsniveaus uitgroeiden tot chirale kristallen, ongeacht het gebruikte ligand. Maar ze ontdekten ook dat degenen die met hoge verzadigingsniveaus waren bereid, uitgroeiden tot achirale vormen, zelfs als ze werden bereid met chirale liganden. De onderzoekers suggereren dat reactiekinetiek een belangrijke motor is van roosterchiraliteit in tellurium.