Chimica Supramolecolare

Premio Nobel per la Chimica nel 1987

La chimica supramolecolare è una branca della chimica oggigiorno in forte espansione.

« Chimica degli aggregati molecolari di più alta complessità risultanti dall'associazione di due o più specie chimiche legate assieme da forze intermolecolari. »

(Jean-Marie Lehn)

I materiali si autoriparano così ci cambieranno la vita

Dal polimero a prova di graffio alla plastica che sia aggiusta da sola, viaggio tra le ultime novità della scienza dei materiali. Ispirate a soluzioni naturali o basate su principi chimici, queste sostanze potrebbero presto rivoluzionare la nostra vita quotidiana

di GIULIA BELARDELLI
Mentre la chimica tradizionale studia prevalentemente composti formatisi in seguito a reazioni che modificano la natura dei legami covalenti, la chimica supramolecolare studia le interazioni non covalenti, reversibili tra le molecole, queste interazioni sono alla base degli studi supramolecolari e sono le interazioni deboli che vanno dal legami idrogeno, quello di coordinazione del metallo, le forze idrofobiche,le forze di Van der Waals e infine le interazioni elettrostatiche. Sono interazioni deboli e quindi facilmente reversibili.Un altro concetto molto importante è la complementarietà! Complementarietà tra cariche, forme e proprietà del sistema che stiamo analizzando, tanto che si arriva a parlare di recettore molecolare, questa è una chiara analogia con i sistemi biologici; la chimica supramolecolare è importante perchè le interazioni non covalenti sono cruciali nei processi biologici e questi infatti spesso sono alla base di nuovi studi supramolecolari; per esempio le macromolecole proteiche e gli acidi nucleici sono di natura supramolecolare. Altri casi di chimica supramolecolare possono essere gli eteri a corona (adiuvanti nel solubilizzare certi composti e nel migliorare la nucleofilia) o le ciclodestrine (presentano un cavità poco polare nella quale possoo ospitare molecole apolare, anch'esse sono sfruttate e migliorare la solubilità).
Per studiare complessi e polimeri supramolecolari sono molto importanti la Temperatura, la concentrazione dei monomeri e la polarità del solvente usato (a seconda che possa o meno formare legami H o della sua polarità può competere con i monomeri). In ogni caso sia i monomeri che i polimeri studiati devono essere solubili nel solvente impiegato.
Applicazioni:

1. I processi di autoassemblaggio vengono studiati per sviluppare nuovi materiali
2. Nanotecnologia
3. Catalisi supramolecolare, le interazioni non covalenti vengono sfruttate per favorire reazioni diminuendo l'energia di attivazione (eteri a corona).
4. Per creare microambienti di reazione utilizzando micelle e dendrimeri
5. Studi farmacologici sulle interazioni farmaco-sito di legame e per realizzare rilascio sito specifico
6. Macchine supramolecolari, eseguono funzioni di calcolo trasducendo segnali fotonici elettrici o chimici

Supramolecular chemistry in Science