История химии с древнейших времен до конца XX века. В 2 т. Т. 2

^{Формулы краун-эфиров: I – 12-краун–4; (1,4,7,10-тетраоксоциклододекан); II — 1,10-диаза–18-краун–6; (1,4,10,13-тетраокса–7,16-диазациклооктадекан); III — 1,7-дитиа–15-краун–5} 

Согласно терминологии СМХ, компоненты надмолекулярных ассоциатов принято называть рецептор (ρ) и субстрат (σ), где субстрат — меньший по размеру компонент, образующий связи с рецептором. Селективное связывание определенного субстрата σ и его рецептора ρ с образованием супермолекулы

σρ происходит в результате процесса молекулярного распознавания. Если помимо центров связывания рецептор содержит реакционноспособные функциональные группы, он может влиять на химические превращения на связанном с ним субстрате, выступая в качестве супрамолекулярного катализатора. Липофильный, растворимый в мембранах рецептор может выступать в роли носителя, осуществляя перенос связанного субстрата. Таким образом, молекулярное распознавание, превращение, перенос — это основные функции супрамолекулярных объектов.

^{Пример супрамолекулярного ансамбля, представленного Жан-Мари Леном}

^{Соединение типа «гость-хозяин» р-ксилиламмония, связанного с кукурбитурилом} 

По мнению Ж.-М. Лена (см. цв. иллюстрации к данной главе), CMX следует разделять на две широкие, частично перекрывающиеся, области^{683}

:

— химию супермолекул — четко обозначенных частиц, возникающих в результате межмолекулярной ассоциации нескольких компонентов (рецептора и его субстрата) в соответствии с некоторой «программой» и строящихся по принципу молекулярного распознавания;

— химию молекулярных ансамблей — полимолекулярных систем, которые образуются в результате спонтанной ассоциации неопределенного числа компонентов с переходом с специфическую фазу, имеющую более и менее четко обозначенную микроскопическую организацию и зависимые от ее природы макроскопические характеристики (например, клатраты, мембраны, везикулы, мицеллы и мезоморфные фазы).

CMX охватывает и позволяет рассмотреть с единых позиций все виды молекулярных ассоциатов, от наименьшего возможного (димер) до наиболее крупных (организованных фаз). Переход от молекулярной химии к CMX Ж.-М. Лен предложил иллюстрировать следующей схемой^{684}:

^{Схема перехода от молекулярной химии к CMX}

В настоящее время CMX развилась в междисциплинарную область науки, включающую химические, физические и биологические аспекты рассмотрения более сложных, чем молекулы, химических систем, связанных в единое целое посредством межмолекулярных взаимодействий. Объектами CMX выступают супрамолекулярные ансамбли, которые строятся самопроизвольно из комплементарных (имеющих геометрическое и химическое соответствие) фрагментов^{685}

. Подобная самопроизвольная сборка сложнейших пространственных структур наблюдается в живой клетке. Супрамолекулярные образования характеризуются пространственным расположением своих компонентов, их архитектурой, «супраструктурой», а также типами межмолекулярных взаимодействий, удерживающих компоненты вместе. Поскольку в целом межмолекулярные взаимодействия слабее, чем ковалентные связи, супрамолекулярные ассоциаты термодинамически менее стабильны, а также более лабильны кинетически, чем молекулы. Направленное конструирование таких систем, создание из молекулярных «строительных блоков» высокоупорядоченных супрамолекулярных соединений с заданной структурой и свойствами является одной из фундаментальных проблем современной химии.

8.6. Новые функциональные материалы

Вторая половина XX в. характеризуется пристальным вниманием физиков и химиков к целому ряду функциональных материалов неорганического происхождения, которые ранее почти не использовались в практической деятельности человека. Интерес к этим веществам имеет непосредственное отношение к эпохе научно-технического прогресса (НТП). C одной стороны, изучение физико-химических свойств этих материалов было продиктовано НТП. C другой стороны, данные, полученные при исследовании этих веществ, и инновационные технологии на их основе непосредственным образом стимулировали дальнейшее развитие НТП.

К сожалению, ограниченный объем книги не позволяет в деталях рассмотреть историю открытия и использования всех этих функциональных материалов. Авторы позволили себе только анализ эволюции тех веществ, которые оказали наибольший вклад в развитие наукоемких технологий второй половины XX в. 

8.6.1. Химия полупроводников