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Chirality in Nature

Chirality in Nature

Chirality is the most intriguing yet essential facet of nature, governing life’s biochemical processes and precision. It can be observed from a snail shell pattern in a macroscopic world to an amino acid, the minutest building block of life. Most of the snails around the world have right-coiled shells because of the intrinsic chirality in their genes. All the amino acids present in the human body exist in an enantiomerically pure state, except for glycine - the sole achiral amino acid.

Chirality

Chirality

Chirality is a term that describes the lack of mirror symmetry in an object. In other words, chiral objects cannot be superposed on their mirror images. For example, our feet are chiral, as the mirror image of the left foot, the right foot, cannot be superposed on the left foot.
Chiral objects exhibit a sense of handedness when they interact with another chiral object. For example, our left foot can only fit in the left shoe and not in the right shoe. Achiral objects — objects that have...

Chirality at Nitrogen, Phosphorus, and Sulfur

Chirality at Nitrogen, Phosphorus, and Sulfur

Chirality is most prevalent in carbon-based tetrahedral compounds, but this important facet of molecular symmetry extends to sp3-hybridized nitrogen, phosphorus and sulfur centers, including trivalent molecules with lone pairs. Here, the lone pair behaves as a functional group in addition to the other three substituents to form an analogous tetrahedral center that can be chiral.
A consequence of chirality is the need for enantiomeric resolution. While this is theoretically possible for all...

Molecules with Multiple Chiral Centers

Molecules with Multiple Chiral Centers

Molecules that possess multiple chiral centers can afford a large number of stereoisomers. For instance, while some molecules like 2-butanol have one chiral center, defined as a tetrahedral carbon atom with four different substituents attached, several molecules like butane-2,3-diol have multiple chiral centers. A simple formula to predict the number of stereoisomers possible for a molecule with n chiral centers is 2n. However, there can be a lower number where some of the stereoisomers are...

Prochirality

Prochirality

The concept of prochirality leads to the nomenclature of the individual faces of a molecule and plays a crucial role in the enantioselective reaction. It is a concept where two or more achiral molecules react to produce chiral products. A typical process is the reaction of an achiral ketone to generate a chiral alcohol. Here, the achiral reactant reacts with an achiral reducing agent, sodium borohydride, to generate an equimolar mixture of the chiral enantiomers of the product. For example, an...

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Published on: October 16, 2017

Avances recientes en las superestructuras quirales de nanopartículas con orden de largo alcance

Fenghua Zhang¹, Yuting Bi¹, Jingjing Wei¹

¹Key Laboratory of Colloid and Interface Chemistry, Ministry of Education, School of Chemistry and Chemical Engineering, Shandong University, Jinan 250100, P. R. China. zyangchem@sdu.edu.cn.

Chemical communications (Cambridge, England)

|August 26, 2025

Resumen

Las superestructuras de nanopartículas quirales se autoensamblan en formas quirales únicas. Estos conjuntos ordenados muestran propiedades quirópticas sintonizables para aplicaciones avanzadas en optoelectrónica y detección.

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Controlling the Size, Shape and Stability of Supramolecular Polymers in Water

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Published on: August 2, 2012

Área de la Ciencia:

Ciencias de los materiales
Nanotecnología
Óptica

Sus antecedentes:

Las superestructuras de nanopartículas quirales exhiben geometrías asimétricas únicas y propiedades quirópticas.
Las nanopartículas esféricas a menudo requieren plantillas quirales para el ensamblaje asimétrico.
Las nanopartículas anisotrópicas pueden autoensamblarse en estructuras quirales con o sin plantillas.

Objetivo del estudio:

Revisar la formación y las propiedades de las superestructuras de nanopartículas quirales ordenadas de largo alcance.
Resaltar el papel de la forma de las nanopartículas y los métodos de ensamblaje para lograr la quiralidad.
Discutir las aplicaciones y las direcciones futuras de los ensamblajes quirales de nanopartículas.

Principales métodos:

Autoensamblaje coloidal de nanopartículas inorgánicas (esféricas y anisotrópicas).
Utilizando plantillas quirales (polímeros supramoleculares, ADN, proteínas, cristales líquidos) o métodos sin plantilla.
Caracterización de las propiedades quirópticas, incluidos los factores de disimetría y la luminiscencia polarizada circularmente.

Principales resultados:

Las nanopartículas anisotrópicas permiten el ensamblaje quiral con o sin plantillas, impulsado por fuerzas interfaciales o coincidencia de curvatura.
Las superestructuras logradas exhiben respuestas quirópticas sintonizables con altos factores de disimetría.
El control preciso sobre el espaciamiento entre las partículas y el tono helicoidal permite la afinación del rendimiento.

Conclusiones:

Las superestructuras de nanopartículas quirales son plataformas versátiles para aplicaciones en optoelectrónica, metamateriales, biosensores y detección de fármacos.
Es fundamental seguir investigando los mecanismos de transferencia de quiralidad y los fuertes efectos de acoplamiento.
Se anticipan avances en fotónica cuántica y medicina de precisión.