Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жазық хиралдылық, сондай-ақ 2D хиралдылық деп аталады, – екі өлшемдегі хиралдылықтың ерекше түрі. Ең негізгісі, жазық хиралдылық – математикалық термин, химия, физика және осымен байланысты физикалық ғылымдарда, мысалы, астрономия, оптика және метаматериалдар салаларында қолданылады. Соңғы екі саланың жаңа жетістіктері микротолқынды және терагерцті қолданыстармен, сондай-ақ инфрақызыл және көрінетін жарық үшін микро- және наноқұрылымды жазық интерфейстермен байланысты.
Planar chirality, also known as 2D chirality, is the special case of chirality for two dimensions. Most fundamentally, planar chirality is a mathematical term, finding use in chemistry, physics and related physical sciences, for example, in astronomy, optics and metamaterials. Recent occurrences in latter two fields are dominated by microwave and terahertz applications as well as micro and nanostructured planar interfaces for infrared and visible light.
Химия саласында
Бұл термин химиялық контекстте қолданылады, мысалы, асимметриялық көміртек атомы жоқ, бірақ екі бір жазықтықта жатпайтын, әрқайсысы диссимметриялық және оларды байланыстыратын химиялық байланыс шамасынан айналмайтын сақинасы бар молекула үшін: 2,2' диметилбифенил осы жағдайдың ең қарапайым мысалы болып табылады. (E) циклооктен, кейбір ди- немесе поли- алмастырылған металлоцендер және кейбір моно- алмастырылған парациклофандар сияқты молекулалар да жазық хиралдылықты көрсетеді. Табиғатта жазық хиральды молекулалар сирек кездеседі, кавикулярин – осы ереженің ерекшелігі.
This term is used in chemistry contexts, e. g., for a chiral molecule lacking an asymmetric carbon atom, but possessing two non coplanar rings that are each dissymmetric and which cannot easily rotate about the chemical bond connecting them: 2,2' dimethylbiphenyl is perhaps the simplest example of this case. Planar chirality is also exhibited by molecules like (E) cyclooctene, some di or poly substituted metallocenes, and certain monosubstituted paracyclophanes. Nature rarely provides planar chiral molecules, cavicularin being an exception.
Жазық хиральды молекулалардың конфигурациясын белгілеу
Жазық хиральды молекуланың конфигурациясын анықтау үшін, жазықтықта жатпайтын, бірақ жазықтықтағы атомға тікелей байланысқан атомдардың арасындағы ең жоғары басымдыққа ие пилоттық атомды таңдаудан бастаңыз. Содан кейін, жазықтықтағы үш жақын атомның басымдығын анықтаңыз, пилоттық атомға байланысқан атомды 1-ші басымдықпен белгілеп, мүмкіндік болған жағдайда жоғары басымдыққа ие атомдарды таңдаңыз. Одан кейін пилоттық атомды аталған үш атомның алдына қойыңыз. Егер үш атом басымдық ретімен сағат тілімен орналасса, молекула R деп белгіленеді; сағат тіліне қарсы бағытта орналасса, S деп белгіленеді.
To assign the configuration of a planar chiral molecule, begin by selecting the pilot atom, which is the highest priority of the atoms that is not in the plane, but is directly attached to an atom in the plane. Next, assign the priority of the three adjacent in plane atoms, starting with the atom attached to the pilot atom as priority 1, and preferentially assigning in order of highest priority if there is a choice. Then set the pilot atom to in front of the three atoms in question. If the three atoms reside in a clockwise direction when followed in order of priority, the molecule is assigned as R; when counterclockwise it is assigned as S.
Хиральды дифракция
Папакостас және авторлар 2003 жылы жазықтық хиралдылықтың жазықтық хиралды микроқұрылымдар тізбегінен дифракцияланған жарықтың поляризациясына әсер ететінін анықтады, мұнда қарама-қарсы қолды жазықтық құрылымдардан дифракцияланған жарықта қарама-қарсы таңбалы үлкен поляризация өзгерістері тіркелді.
Papakostas et al. observed in 2003 that planar chirality affects the polarization of light diffracted by arrays of planar chiral microstructures, where large polarization changes of opposite sign were detected in light diffracted from planar structures of opposite handedness.
Дөңгелек түрлендіру дихроизмі
Жазық хиральды метаматериалдарды зерттеу жазық хиральдылықтың дифракцияланбайтын құрылымдарда оптикалық әсермен де байланысты екенін көрсетті: дөңгелек поляризацияланған толқындардың бағытталған асимметриялық таралуы (керілуі және сіңірілуі). Анизотропты және жоғалтулы жазық хиральды метаматериалдар бірдей дөңгелек поляризацияланған толқын олардың алдыңғы және артқы жағына түскенде әртүрлі жалпы тарату (керілу және сіңіру) деңгейлерін көрсетеді. Асимметриялық таралу құбылысы, мысалы, солдан оңға қарай, түсетін толқынның қарама-қарсы таралу бағыттары үшін дөңгелек поляризацияның түрлену тиімділігінің өзгешелігінен туындайды, сондықтан бұл әсер дөңгелек түрлену дихроизмі деп аталады. Жазық хиральды суреттің бұрылысы қарама-қарсы бағыттарда кері көрінетіндей, жазық хиральды метаматериалдар сол және оң қолды дөңгелек поляризацияланған толқындар үшін қасиеттерін алмастырады, олардың алдыңғы және артқы жағына түскенде. Атап айтқанда, сол және оң қолды дөңгелек поляризацияланған толқындар қарама-қарсы бағытталған тарату (керілу және сіңіру) асимметриясын бастан кешіреді.
The study of planar chiral metamaterials has revealed that planar chirality is also associated with an optical effect in non diffracting structures: the directionally asymmetric transmission (reflection and absorption) of circularly polarized waves. Planar chiral metamaterials, which are also anisotropic and lossy exhibit different total transmission (reflection and absorption) levels for the same circularly polarized wave incident on their front and back. The asymmetric transmission phenomenon arises from different, e. g. left to right, circular polarization conversion efficiencies for opposite propagation directions of the incident wave and therefore the effect is referred to as circular conversion dichroism. Like the twist of a planar chiral pattern appears reversed for opposite directions of observation, planar chiral metamaterials have interchanged properties for left handed and right handed circularly polarized waves that are incident on their front and back. In particular left handed and right handed circularly polarized waves experience opposite directional transmission (reflection and absorption) asymmetries.
Сыртқы жазық хиральдық
Ахиралдық компоненттер хиральдық құрылымды қалыптастыруы мүмкін. Бұл жағдайда хиральдық компоненттердің ішкі қасиеті емес, олардың өзара орналасуы мен бағдары арқылы сырттан таңылған қасиет болып табылады. Бұл түсінік көбінесе тәжірибелік жағдайларға қолданылады, мысалы, жарық сәулесімен жарықтандырылған ахиралдық (мета)материал, онда жарық түсу бағыты бүкіл тәжірибені оның көрінетін бейнесінен ерекшелендіреді. Сыртқы жазықтық хиральдылық кез келген периодтық құрылымға ие интерфейске тиісті бағытта жарық түсіру нәтижесінде пайда болады. Периодтық құрылымға ие интерфейске нормаль түсуден бастап, сыртқы жазықтық хиральдылық интерфейсті оның көрінетін симметрия осімен сәйкес келмейтін кез келген ось бойынша бұру арқылы туындайды. Жоғалтулар болған жағдайда, сыртқы жазықтық хиральдылық жоғарыда сипатталғандай, айналмалы түрлендіру дихроизмін тудыруы мүмкін.
Achiral components may form a chiral arrangement. In this case, chirality is not an intrinsic property of the components, but rather imposed extrinsically by their relative positions and orientations. This concept is typically applied to experimental arrangements, for example, an achiral (meta)material illuminated by a beam of light, where the illumination direction makes the whole experiment different from its mirror image. Extrinsic planar chirality results from illumination of any periodically structured interface for suitable illumination directions. Starting from normal incidence onto a periodically structured interface, extrinsic planar chirality arises from tilting the interface around any axis that does not coincide with a line of mirror symmetry of the interface. In the presence of losses, extrinsic planar chirality can result in circular conversion dichroism, as described above.
Хиральдық айналар
Әдеттегі айналар шеңберлік поляризацияланған толқындардың бағытын керітеді. Керісінше, хиральдық айна бір бағытты шеңберлік поляризацияланған толқындарды бағытын өзгеріссіз шағылыстырады, ал қарама-қарсы бағытты шеңберлік поляризацияланған толқындарды жұтады. Тамаша хиральдық айна идеалды тиімділікпен айналмалы дихроизмді көрсетеді. Хиральдық айналарды жазық хиральды метаматериалды әдеттегі айнаның алдына орналастыру арқылы жасауға болады. Бұл принцип голографияда сол және оң бағытты шеңберлік поляризацияланған электромагниттік толқындар үшін дербес голограммаларды жасау үшін қолданылды. Сол және оң бағытқа ауыстырылатын белсенді хиральдық айналар, сондай-ақ хиральдық және әдеттегі айналар да хабарланды.
Conventional mirrors reverse the handedness of circularly polarized waves upon reflection. In contrast, a chiral mirror reflects circularly polarized waves of one handedness without handedness change, while absorbing circularly polarized waves of the opposite handedness. A perfect chiral mirror exhibits circular conversion dichroism with ideal efficiency. Chiral mirrors can be realized by placing a planar chiral metamaterial in front of a conventional mirror. The concept has been exploited in holography to realize independent holograms for left handed and right handed circularly polarized electromagnetic waves. Active chiral mirrors that can be switched between left and right, or chiral mirror and conventional mirror, have been reported.