Supramolekulare Polymere

Nichtkovalente Wechselwirkungen zwischen Molekülen, wie z. B. Van-der-Waals- oder Dipol-Dipol-Wechselwirkungen, definieren in vielerlei Hinsicht das physische Erscheinungsbild der entsprechenden Stoffe. Sie können, wie am Beispiel der Wasserstoffbrücken in Wasser gut ersichtlich, einen signifikanten Einfluss auf deren physikalischen Eigenschaften ausüben, besitzen aber im Vergleich zu kovalenten Bindungen nur eine geringere Stabilität und Bindungsenergie. Bei geeignetem Moleküldesign ist es aber mithilfe supramolekularer Interaktionen durchaus möglich, Bindungsstärken zu erreichen, die mit denen kovalenter Bindungen vergleichbar sind. In der Natur lassen sich hierzu u. a. die Bildung von Sekundär- oder Tertiärstrukturen bei der Proteinfaltung, aber auch die Bildung eines DNA-Doppelstrangs als Beispielmotive finden. Inspiriert von solchen Wechselwirkungen wurde innerhalb der letzten Jahrzehnte eine Vielzahl an synthetischen Strukturen entwickelt, die starke und selektive supramolekulare Komplexe ausbilden. Sind mehrere komplementäre Strukturelemente in einem Molekül kombiniert, erlauben geeignete supramolekulare Wechselwirkungen selbst den Aufbau synthetischer makromolekularer Strukturen bzw. Polymeren aus sich wiederholenden Bausteinen (Abb. 7.1).