Page 10 - No27

KLÍMAVÁLTOZÁS, HŐHULLÁMOK
ENANTIO-SZELEKTÍV FIZIKAI JELENSÉGEK

jellemzése az alábbi összefüggéssel spinpolarizációját kisérő mágneses tér energetikailag kedvezőtlenebb.
történik: megjelenését is. R.Naaman et al., PNAS A kémiai adszorpció során is akkor jön
114 (10) 2474 (2017) létre stabilabb térbeli pálya, ha a felületi
elektron spinje ellentétes a molekula
Királis molekulák pólus spinjével. Másszóval, az ellentétes
kölcsönhatása irányú spinekkel történő (egy a felületen,
ahol I és I az adott spin-állapotú Később az is kiderült, hogy nem csak egy a molekulán) adszorpció stabilabb.
elektronok számával N és N arányos külső tér, hanem egy másik molekula
mennyiségek (pld. elektronáram), ahol a elektromos tere is létrehozhatja a Adszorpció
nyilak és az elektronok spinállapotát spinpolarizációt. Amikor egy királis ferromágneses
és az ehhez tartozó mágneses momentum felületeken
irányát jelölik, annak megfelelően, hogy A következő jelentős lépés az volt, amikor
ezek az elektronok haladási irányával 2018-ban a kutatók több kísérletben
egyirányban vagy azzal ellentétesen kimutatták, hogy a spin-különbségek
irányítottak (s= +1/2, spin fel, és s= -1/2, miatt a királis molekulák eltérő módon
spin le). Ha P értéke negatív, akkor az lépnek kölcsönhatásba a mágneses
12
elektronok többségének a haladási anyagokkal is. Aminosavak, oligopeptidek
irányukkal ellentétes irányú a spinje. A és DNS kölcsönhatása merőlegesen
Mott polariméter az elektronsugarak spin- mágnesezett ferromágneses felületekkel is
polarizációjának legelterjedtebb enantiospecifikus [1].
detektora.
Azóta számos különböző királis A gondolat nem volt új. Már a 19-
szerves molekuláról, aminosavakról, században és a 20. század elején neves
kimutatták, hogy spinszűrőként tudósok is hozzászóltak a kiralitás és a
működnek, amelyek közül a mágneses tér kapcsolatának kérdéséhez.
legszelektívebb spinszűrőknek a molekula közelít a szubsztrátumhoz vagy Mivel Pasteur feltételezte, hogy a korai
nukleinsavak és a peptidek bizonyultak. egy másik molekulához, a molekulán Föld mágneses tere okozhatott
A vizsgálatok kimutatták azt is, hogy a töltés újraelosztás, töltéspolarizáció aszimmetrikus indukciót a királis
játszódik le. Az elektronok mozgását a biopolimerek megjelenésekor, kísérleteket
molekulában az elektromos pólusain végzett, hogy enantioszelektív reakciókat
tranziens spinpolarizáció kiséri. A hozzon létre erős mágneses térben,
kölcsönhatás megszűntével a polarizáció azonban eredménytelenül. Faraday
is megszűnik. Kiderült az is, hogy a kísérletei ezt követően kimutatták, hogy a
polarizáció jelentős hatással van a királis mágneses mezők önmagukban nem
molekulák kölcsönhatásának hoznak létre enantioszelektivitást. Curie
enantioszelektivitásra is. is hozzászolt a kérdéshez és úgy
Az (A) ábra két azonos kiralitású gondolta, hogy a mágneses tér és az
molekula (jobbkezes) kölcsönhatásának elektromos tér szuperpozíciója hozott
esetét mutatja. Mindkét molekula létre homokiralitást, azonban P.D. de
spinpolarizáció mértéke monoton módon spinpolarizációja, ugyanabba az irányba Gennes bebizonyította, hogy a két tér
növekszik a molekulahosszal a vizsgált hat; a molekulák csúcsain az elektronok szuperpozíciója sem eredményhette azt.
hosszúságtartományon belül. Egységnyi spinjei kifelé mutatnak a spirális tengely
hosszban azonban az oligopeptidek jobb mentén (amelyet piros körben lévő A közelmultban (2018, 2019) elvégzett
spinszűrőknek bizonyultak, mint a DNS. fekete nyíl ábrázol). A többlet kisérletek eredményei szerint azonban az
Különbség az is, hogy a DNS és az töltéssűrűség tartományát a kör egyik enantiomer előnyösebben
oligopeptidek spinpolarizációja ellentétes mutatja, és ebben a tartományban a két adszorbeálódik, ha a ferromágnes
előjelű. molekula spin-polarizációs iránya mágneses dipólusa felfelé mutat, míg a
antiparallel (szingulett állapot). A (B) másik gyorsabban adszorbeálódik ha a
A kutatók később 2017-ben, a ábra két különböző enantiomer (egy szubsztrát mágnesezettsége ellentétes
mágneses tér mérésére alkalmas Hall- balos és egy jobbos) kölcsönhatását irányú. A jelenséget ebben az esetben is a
effektuson alapuló kisérleti eszközt mutatja, és ebben az esetben a spinek molekulák töltés és spin-polarizációja
kifejlesztve, kimutatták elektromos térbe párhuzamosak egymással (mint egy okozta.
helyezett l- és d-oligopeptidek triplett állapot). Az utóbbi A vizsgált balkezes oligopeptid és

10 KÉMIAI PANORÁMA 27. SZÁM, 2023. ÉVFOLYAM