1.3. Sistemi supramolecolari

La capacità della chimica di fornire molecole “su ordinazione” apre nuove prospettive in vari campi della scienza e della tecnologia. Ogni molecola ha proprietà intrinseche che possono essere viste come un corredo di informazioni utilizzabile nell’interazione con altre molecole o con stimoli esterni elettrici o luminosi. Quando le molecole si incontrano, ciascuna “legge” gli elementi di informazione contenuti nelle altre e, a seconda delle caratteristiche di tali elementi, le molecole possono o ignorarsi, o reagire con formazione di nuove specie, oppure aggregarsi dando origine ai sistemi supramolecolari (Lehn 1995)¹. Un sistema supramolecolare è dunque ottenuto dall’associazione di due o più molecole, che avviene sfruttando il cosiddetto riconoscimento molecolare, basato su interazioni specifiche (il concetto della chiave-serratura) come, ad esempio, il legame a idrogeno (Fig. 6).

**Fig. 6.** Due esempi di molecole che sono capaci di riconoscersi e associarsi. In entrambi i casi l’interazione responsabile del riconoscimento è basata sulla formazione di legami a idrogeno N–H^…O e N–H^…N. Per ciascun esempio sono mostrate sia le formule chimiche che le loro rappresentazioni simboliche dalle quali si evince meglio la complementarietà spaziale (principio della chiave-serratura).

È anche possibile legare fra loro, con metodi di sintesi, molecole che non hanno elementi di spontaneo riconoscimento, ma che può essere interessante associare per scopi specifici. Si possono quindi formare sistemi supramolecolari in vari modi. Se si vuole che questi sistemi compiano funzioni interessanti, è necessario che i componenti molecolari abbiano proprietà chimiche e fisiche ben precise in modo che nel sistema supramolecolare, grazie all’interazione fra i singoli componenti molecolari, emergano nuove proprietà. In questo modo la chimica supramolecolare diventa ingegneria a livello molecolare e può contribuire allo sviluppo della nanotecnologia (Balzani 2008²; Pacchioni 2007³).