Moléculas artificiales que cambian rápidamente de quiralidad al proyectarles un haz de luz

Un equipo de investigadores de diversas instituciones estadounidenses ha creado las primeras moléculas artificiales cuya quiralidad puede cambiar con rapidez del estado dextrógiro ("diestro") al levógiro ("zurdo") iluminándolas con un haz de luz.

Esto abre nuevas y prometedoras posibilidades de aplicación práctica para las tecnologías basadas en la radiación del orden del terahercio. Las aplicaciones potenciales abarcan una amplia gama de campos, y permitirían, entre otras cosas, reducir el consumo de energía para el procesamiento de datos, reforzar la seguridad en el ámbito policial o militar, y acelerar la transferencia de datos en las comunicaciones.

La quiralidad es la orientación distintiva, a la izquierda o a la derecha, de algunos tipos de moléculas. Explicado de modo sencillo, esto significa que la molécula puede tomar una de dos formas, siendo una como el reflejo en un espejo de la otra.

Las formas "diestra" y "zurda" de tales moléculas, formas que se conocen como enantiómeros, pueden exhibir propiedades sorprendentemente diferentes. Por ejemplo, un enantiómero de cierta molécula quiral huele a limón, y el otro huele a naranja.

La capacidad de observar o incluso conmutar la quiralidad de las moléculas usando radiación electromagnética de la banda del terahercio es un objetivo muy codiciado en el sector de la tecnología punta.


A algunos materiales naturales se les puede inducir a cambiar su quiralidad, pero el proceso, que implica cambios estructurales en el material, es débil y lento. En cambio, las nuevas moléculas artificiales desarrolladas por el equipo de Xiang Zhang, investigador en la División de Ciencias de los Materiales del Laboratorio Nacional estadounidense Lawrence Berkeley (Berkeley Lab), en California, exhiben una quiralidad fuertemente dinámica, capaz de cambiar casi al instante.

Además, los creadores de estas singulares moléculas creen que el principio general de diseño en el que se han basado no está limitado al cambio de quiralidad, sino que también podría ser usado para la reversión dinámica de otras propiedades electromagnéticas.

En el trabajo de investigación y desarrollo también han participado Shuang Zhang de la Universidad de Birmingham en el Reino Unido, y Antoinette Taylor del Laboratorio Nacional estadounidense de Los Álamos en Nuevo México.