The piezochiral effect

Chirality is a pervasive property of matter that underpins many important phenomena across physics, chemistry and biology. Given its broad importance, the development of protocols for rational control of chirality in solid-state systems is highly desirable, especially if this effect can be tuned continuously and in two directions. Yet, this goal has remained elusive owing to the absence of a universal conjugate field that couples linearly to this structural order. Here we introduce the piezochiral effect, which enables control of chirality through mechanical strain. We show by symmetry analysis that uniaxial strain induces chirality in a broad class of achiral crystals that host fragments of opposite chirality within each unit cell, an effect that has so far remained unrecognized. The strain-induced handedness can be tuned either by changing the strain direction or by switching between compressive and tensile strain. We experimentally verify this effect in AgGaS2, using measurements of the optical activity under strain. Our discovery establishes a new scheme for chirality control, with potential applications that range from spintronics to asymmetric catalysis, and enantioselective interactions in biosystems.

Nature

2026

Structure of solids and liquids

Chirality is a pervasive property of matter that underpins many important phenomena across physics, chemistry and biology. Given its broad importance, the development of pr...

Недавно команда Р.Г. Радаелли из Оксфордского университета (Великобритания) исследовала пьезохиральный эффект. Результаты были опубликованы в журнале Nature 29 июля 2026 года.Хиральность является фундаментальным свойством материи, лежащим в основе многих важных явлений в физике, химии и биологии. Ввиду её широкой значимости, разработка методов рационального управления хиральностью в твёрдотельных системах крайне желательна, особенно если такой контроль может быть непрерывным и двунаправленным. Однако до сих пор эта цель оставалась недостижимой из-за отсутствия универсального сопряжённого поля, линейно связанного со структурным параметром порядка.Исследовательская группа предложила пьезохиральный эффект — управление хиральностью с помощью механической деформации. Симметрийный анализ показывает, что одноосная деформация может индуцировать хиральность в широком классе нехиральных кристаллов, содержащих внутри элементарной ячейки фрагменты противоположной хиральности, причём этот эффект ранее не был известен. Направление индуцированной деформацией хиральности может регулироваться как изменением направления деформации, так и переключением между сжатием и растяжением. Группа экспериментально подтвердила этот эффект с помощью измерений оптической активности под нагрузкой в AgGaS₂. Это открытие устанавливает новый подход к управлению хиральностью с потенциальными приложениями в спинтронике, асимметричном катализе и энантиоселективных взаимодействиях в биологических системах.

The piezochiral effect

Авторы

Zeng Z.

Först M.

Fechner M.

Deng X.

Cavalleri A.

Radaelli P. G.

Рекомендуем изучить