Molecole non chirali su substrati chirali rivelano l’attività ottica Hyper-Raman
La spettroscopia Raman sfrutta l'interazione della luce con la materia (scattering) per ottenere informazioni sugli stati energetici delle molecole. Tuttavia, alcune proprietà molecolari rimangono invisibili all’effetto Raman tradizionale, e possono invece essere rivelate utilizzando l’effetto Hyper-Raman: due fotoni colpiscono simultaneamente una molecola ed un singolo fotone viene diffuso con cambio cromatico. Mentre l’Hyper-Raman penetra più profondamente nei tessuti viventi senza danneggiare le molecole, questo effetto è limitato dal bassissimo numero di fotoni. Grazie alla nanotecnologia, l’efficienza dell’Hyper-Raman può essere aumentata utilizzando nanostrutture metalliche vicino alla molecola. Questo studio utilizza, per la prima volta, l’Hyper-Raman per studiare una proprietà fondamentale della vita – la chiralità.
La ricerca di un team internazionale, guidata dal professor Ventsislav Valev dell'Università di Bath, in collaborazione con la ricercatrice Emilija Petronijevic Ph.D., RTDa di ICI-SBAI Sapienza, è stata pubblicata sulla rivista Nature Photonics. Lo studio sfrutta le nanoeliche di oro, risonanti a 1064 nm (illuminazione), per trasferire la chiralità alle molecole non chirali, risonanti a 532 nm (hyper-Raman). Le nanoeliche funzionano anche come nanoantenne concentrando maggiormente il campo elettromagnetico sulle molecole aumentando così il segnale Hyper-Raman. I risultati confermano una teoria descritta 45 anni fa, e potrebbero aprire nuove possibilità in applicazioni quali la scienza farmaceutica, la medicina forense e le scienze ambientali. La collaborazione internazionale e la mobilità della ricercatrice è stata supportata dal progetto PON Ricerca e Innovazione 2014-2020 “Nanofotonica a basso costo per un sensing chirale verde e sostenibile”.
Maggiori informazioni: https://doi.org/10.1038/s41566-024-01486-z