Chimica supramolecolare e nanotecnologia

Ogni molecola ha proprietà intrinseche che possono essere viste come un corredo di "informazione" utilizzabile nell'interazione con altre molecole. Nei sistemi supramolecolari, costituiti da opportune combinazioni molecolari, emergono nuove proprietà che derivano dalla integrazione delle caratteristiche dei singoli componenti. Le proprietà supramolecolari possono essere programmate scegliendo in modo opportuno i componenti da assemblare.

L'ambizioso progetto dei chimici è quello di costruire dispositivi e macchine a livello molecolare capaci di svolgere funzioni utili. Per capire cosa questo significa può essere utile un paragone molto semplice (Fig. 1).

Per ottenere un'apparecchiatura del mondo macroscopico (per esempio, un asciugacapelli), l'ingegnere costruisce dei componenti (un interruttore, un ventilatore, una resistenza), ciascuno dei quali è in grado di svolgere un'azione specifica, e poi li assembla in modo opportuno (ad esempio, nell'asciugacapelli la resistenza va messa davanti al ventilatore, e non dietro). Collegando i componenti con fili metallici secondo uno schema appropriato, si ottiene un'apparecchiatura che, alimentata da energia elettrica, compie una funzione utile.
Il chimico procede allo stesso modo; l'unica differenza è che invece di manipolare oggetti macroscopici, lavora a livello molecolare. Prima di tutto costruisce molecole capaci di svolgere compiti specifici (come fanno, nell'asciugacapelli, l'interruttore, la resistenza, il ventilatore) e poi le assembla in strutture supramolecolari organizzate, in modo che l'insieme coordinato delle azioni dei componenti possa dar luogo ad una funzione utile.
Si tratta di una vera propria ingegneria a livello nanometrico. I dispositivi e le macchine a livello molecolare operano facendo muovere elettroni, atomi od intere molecole.