supramolekylisesta

Supramolekuliainen kemia, tai supramolekulaarinen kemia, tutkii järjestäytyneitä molekyylikokonaisuuksia, jotka ovat suurempia kuin niiden yksittäiset komponentit. Näissä rakenteissa sidokset ovat yleensä epäkovalenttisia ja muodostuvat vuorovaikutuksista kuten vetysidoksista, van der Waalsin voimista, elektrostaattisista vuorovaikutuksista ja π–π-pinoituksesta. Tämä mahdollistaa dynaamiset, itse assembleutuvat järjestelmät, jotka voivat muotoutua erilaisiin muotoihin ja reagoida ulkoisiin ärsykkeisiin.

Keskeistä on itse-assemmin ja hallitun organisoitumisen ilmiöiden tutkiminen. Supramolekulaarisessa kemiassa korostuvat isäntä-vieras-kemian (host–guest) vuorovaikutukset, mikä mahdollistaa molekyylien valikoivan tarttumis- ja toimitusprosessit. Tutkimuskohteisiin kuuluvat rotaksaanit (rotaxanes), ketenaanit (catenanes) sekä koordinointi- ja kapselimallit; lisäksi DNA:n nanostruktuurit ja muita biomolekulaarisia järjestelmiä hyödynnetään laajasti. Supramolekulaarisia rakenteita esiintyy myös mikroskooppisissa ja makroskooppisissa materiaalisissa koordinoinneissa, kuten liposomeissa ja laajemmissa MOF-rakenteissa.

Historia ja kehitys ovat keskeisiä; supramolekuliainen kemia sai tieteellisen painonsa Nobel-palkinnon vuonna 1987 kolmen tutkijan, Jean-Marie Lehnin, Donald J. Cramin ja Charles J. Pedersenin, työn ansiosta. He korostivat epäkovalenttisten vuorovaikutusten roolia suunnittelussa jaUntil mahdollistivat monimutkaisten, palautuvien kokoonpanojen luomisen.

Sovellukset ulottuvat lääketieteestä ja sensoreista katalyyttiseen kemiaan sekä materiaalitekniikkaan ja nanoteknologiaan. Tutkimuksessa käytetään muun muassa NMR- ja IR-spektroskopiaa, X-ray kristallografiaa, AFM:ää, TEM:ia sekä dynaamista valo- ja hajontatutkimusta rakenteiden karakterisoimiseksi. Supramolekuliainen kemia tarjoaa menetelmiä tehdä mukautuvia, toimivia ja kestäviä järjestelmiä ilman tarvetta vahvoihin kovalentteihin sidoksiin.