偏振光波在传播时顺时针或逆时针旋转，当与分子相互作用时，一个方向的行为与另一个方向不同。这种方向性被称为手性或旋向性，可以提供一种识别和分类生物医学应用中使用的特定分子的方法，但到目前为止，研究人员对波的方向的控制有限。

来自宾夕法尼亚州立大学和内布拉斯加大学林肯分校 (UNL) 的电气工程研究人员团队利用超材料创造了一种超薄光学元件，可以控制偏振电磁光波的方向。这种新的控制方法不仅使研究人员能够引导光的手性，还可以通过确定偏振光与分子的相互作用来识别分子的手性。

识别分子的手性可以揭示有关它们如何与其他系统相互作用的关键信息，例如特定药物是否有助于治愈患病或受损的组织而不伤害健康细胞。研究人员已在《自然通讯》上发表了他们的发现。

宾夕法尼亚州立大学电气工程系副教授、该论文的共同通讯作者克里斯托斯·阿吉罗普洛斯 (Christos Argyropoulos) 解释说，手性指的是镜像，就像握手时左右手结合在一起一样。在物理学中，手性影响光波旋转的方向。

Argyropoulos 和他的同事制造了一种类似于载玻片的光学元件，它使用了一系列微小的天线状纳米棒，这些纳米棒共同创造了一种超材料(或被设计为具有自然界中通常不存在的特定属性的材料)，能够控制旋转光。当在纳米尺度上观察时，超材料纳米棒的形状看起来像字母“L”。

阿吉罗普洛斯说： “当光与物质的相互作用是由超材料介导时，你可以对分子进行成像，并通过检查手性光如何与分子相互作用来识别其手性。”