Супрамолекулярная химия - 9.1. Самосборка. Самоорганизация - 126 - читать

Супрамолекулярная химия(Страница: 126)

Страница: 
126

Супрамолекулярная химия читать 9.1. Самосборка. Самоорганизация 126

Самосборка(self-assembly)—более широкий термин. Он может быть применен для описания эволюции системы в направлении пространственной замкнутости посредством спонтанного связывания нескольких/многих компонентов, с образованием дискретных/протяженных частиц либо на молекулярном, ковалентном, либо на супрамолекулярном, нековалентном, уровне.

Молекулярная самосборкане будет рассматриваться в данной книге (см.[9.2]);это особый тип синтетической процедуры, когда в системе протекает одновременно несколько различных реакций между несколькими реагентами, давая конечную ковалентную структуру; контроль за процессом осуществляется за счет внутримолекулярных конформационных особенностей интермедиатов и стереохимии реакции(й); для эффективной "сборки" ковалентной структуры может быть необходимо, чтобы используемые реакции были обратимы и система могла "найти" конечную структуру с нескольких попыток. В качестве примеров можно привести синтез макрополициклических структур путем множественных (аминальдегидных) конденсаций (см. разд.4.1),или же порфириногенов, порфиринов и фталоцианинов (см. также [9.13а]).

Предельным случаем ковалентной самоассоциации можно считать образование углеродных структур с искривленными поверхностями (сфероидальных фуллеренов С60, С70и т. д. [9.9а]) и углеродных нанотрубок [9.9Ь]при высокотемпературной обработке углеродных паров, когда становится возможной некоторая текучесть структуры.

Супрамолекулярная самосборказаключается в спонтанной ассоциации нескольких или многих компонентов, приводящей к возникновению либо дискретных олигомерных супермолекул, либо протяженных полимолекулярных ансамблей, таких как молекулярные слои, пленки, мембраны и т. д. Образование супермолекул происходит в результате спонтанной ассоциации хорошо определенного конечного числа молекулярных компонентов, направляемой распознаванием, под контролем со стороны межмолекулярных нековалентных взаимодействий, удерживающих компоненты системы вместе.

Было предложено использовать для обозначения компонентов, участвующих в самоассоциадии, терминтектон(от греческогоτεχτων—строительный фрагмент)[9.10].

Самоорганизацию(self-organization) можно было бы определить как набор пересекающихся процессов самоассоциадии, упорядоченную самоассоциацию, которая бы:(1)включала системы, способные к спонтанному возникновению порядка в пространстве и /или во времени;(2)охватывала пространственный (структурный) и временной (динамический) порядок как равновесных, так и неравновесных, диссипативных, структур, включая нелинейные химические процессы, поток энергии и стрелу времени;(3)затрагивала только нековалентный, супрамолекулярный уровень;(4)была многокомпонентной и приводила к образованию полимолекулярных ансамблей, представляющих пример супрамолекулярной организации и возникновения дальнего порядка (с регулярностью и периодичностью или без них) за счет специфических взаимодействий, способствующих самоорганизации посредством актов распознавания молекулярными компонентами друг друга или в ходе динамического процесса. Чем выше степень или размерность(1D, 2D, 3D, 4D)пространственной организации самоассоциированных фрагментов, тем с большим основанием их можно рассматривать как организованные (молекулярные слои, мембраны, мицеллы, коллоиды, жидкие кристаллы[9.11],молекулярные кристаллы). Таким образом, самоорганизация включает взаимодействия (между частями) и интеграцию (взаимодействий), обусловливающие коллективное поведение, наблюдаемое, например, при фазовых переходах или при возникновении пространственных или временных волн. Феноменологическое описание макроскопических особенностей самоорганизующихся систем должно в конце концов смениться этиологическим объяснением на микроскопическом, молекулярном и супрамолекулярном уровнях.

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,064
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,687
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,219