شیمی ابرمولکولی

شیمی ابرمولکولی یا Supramolecular Chemistry شاخه‌ای پیشرفته و بنیادین از علم شیمی است که به مطالعه ساختار، نحوه شکل‌گیری، رفتار و خواص مجموعه‌هایی از مولکول‌ها می‌پردازد که از طریق برهم‌کنش‌های غیرکووالانسی در کنار یکدیگر سازمان می‌یابند و واحدهایی بزرگ‌تر و منظم‌تر به نام ابرمولکول‌ها را تشکیل می‌دهند. برخلاف شیمی مولکولی کلاسیک که تمرکز اصلی آن بر پیوندهای کووالانسی و ساختار درون یک مولکول است، در این حوزه توجه ویژه به نیروهایی مانند پیوند هیدروژنی، نیروهای واندروالسی، برهم‌کنش‌های الکترواستاتیکی، نیروهای آب‌گریز و برهم‌کنش‌های π–π معطوف می‌شود که سبب می‌شوند مولکول‌های مستقل بدون تشکیل پیوند شیمیایی دائمی، به صورت هدفمند و سازمان‌یافته در کنار هم قرار گیرند. موضوع اصلی این شاخه، بررسی چگونگی خودآرایی مولکولی، شناسایی مولکولی، میزبان–میهمان و تشکیل سامانه‌های پیچیده‌ای است که می‌توانند رفتارهایی مشابه سامانه‌های زیستی از خود نشان دهند. شیمی ابرمولکولی نقش بسیار مهمی در درک فرآیندهای طبیعی مانند اتصال آنزیم به سوبسترا، جفت‌شدن بازهای DNA و انتقال انتخابی یون‌ها در غشاهای سلولی دارد و از این رو پلی میان شیمی، زیست‌شناسی و علم مواد به شمار می‌آید. این حوزه همچنین در طراحی نانوساختارها، دارورسانی هدفمند، حسگرهای شیمیایی، مواد هوشمند و ماشین‌های مولکولی کاربردهای گسترده و پیشرفته‌ای یافته است. به بیان علمی، شیمی ابرمولکولی را می‌توان «شیمی فراتر از مولکول» دانست، زیرا به جای تمرکز بر خود مولکول، به روابط، آرایش و تعاملات میان مولکول‌ها می‌پردازد. اهمیت این شاخه در آن است که نشان می‌دهد خواص یک سامانه تنها از ویژگی‌های اجزای منفرد آن ناشی نمی‌شود، بلکه از نحوه سازمان‌یافتگی و نوع برهم‌کنش میان اجزا نیز سرچشمه می‌گیرد. از این منظر، شیمی ابرمولکولی یکی از مهم‌ترین حوزه‌های نوین در توسعه فناوری‌های پیشرفته و شناخت سامانه‌های پیچیده شیمیایی و زیستی محسوب می‌شود.