supramolekulaalseid

Supramolekulaalne keemia on kemikaalia haru, mis uurib süsteeme ja protsesse, mis tekivad mitte-kovalentsetest interaktsioonidest molekulide vahel. Sellised sidemed hõlmavad vesiniksidemeid, elektrostaatilisi sidemeid, π-π interaktsioone, van der Waalsi jõude ja hüdrofoobset koostoimet. Nende abil võivad moodustuda enesekokkupanemisele (self-assembly) põhinevad struktuurid, host–guest keemia ja mehhaaniliselt seotud molekulide süsteemid, nagu rotaksaanid ja katäänid.

Supramolekulaalse keemia eristub tavapärastest kovalentsest polümeratsioonist ja ehitusmeetoditest peamiselt mitte-kovalentsete sidemete tõttu, mis annavad süsteemidele dünaamilisuse ja reversibiliteedi. See võimaldab kohandatavaid ja bonduvalt korrigeeritavaid struktuure, mis võivad reageerida muutuvatele tingimustele.

Termin ja valdkond on arenenud 1970-ndatel Jean-Marie Lehn, Donald J. Cram ja Charles J. Pedersen ning nad said 1987. aasta keemia Nobeli preemia supramolekulaarsest keemiast. Selle uurimisvaldkonna keskmes on mõistmine, kuidas molekulid koos töötavad, moodustades tasakaalus ja püsivaid süsteeme.

Rakendused hõlmavad ravimite kohaletoimetamist, dünaamilisi ja kohanduvaid materjale, sensorites kasutatavaid süsteeme ning katalüüsi ja nanostruktuure. Uuringuid ja arendust toetatakse peamiselt peegelduvate tehnikate abil, nagu NMR, X-ray kristallograafia, mass-spektrometria, UV-Vis spectroskoopia ning pildistus- ja kihtimise meetodid (AFM ja TEM).

Väljakutsed hõlmavad stabiilsuse ja keskkonnatingimuste mõju tasakaalustamist, kontrolli ja ühtluse teket suuremates kogustes ning majanduslikku skaleerimist, kuna mitte-kovalentne sidumine on sageli tundlik erinevatele tingimustele.