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El desarrollo de receptores sintéticos complejos basados en conceptos de la química supramolecular no garantiza en ocasiones un reconocimiento molecular selectivo. Una alternativa en ciertos aspectos más simple y prometedora es el empleo de materiales híbridos orgánico-inorgánicos preparados mediante la funcionalización de sólidos inorgánicos porosos con receptores sintéticos adecuados. El anclaje de estos sistemas coordinantes a un soporte sólido da lugar a ciertos efectos sinérgicos que no están presentes ni en el material inicial ni en el receptor por separado y que sugieren que estos nuevos materiales híbridos pueden ser empleados en el desarrollo de nuevos sensores y nuevos protocolos de reconocimiento molecular y/o iónico.
The development of synthetic receptors based in supramolecular chemistry concepts will no allow a selective molecular recognition. A more simple, convenient and innovative approach relies on the use of organic-inorganic hybrid materials. These hybrid materials will be prepared by the grafting of certain synthetic receptors onto porous inorganic solids. The grafting of these coordinating systems onto a solid support leads to synergic effects that are hardly achievable with only the synthetic receptors or the solids alone. The presence of these synergic effects suggests that these organic-inorganic hybrid materials will be used for the development of novel sensory systems and novel molecular and/or ionic recognitionprotocols.
Die Entwicklung von Hybridmaterialien mit stark verbesserten Funktionen gelingt durch die Kombination geeigneter Nanomaterialien als Träger mit Motiven aus der supramolekularen Chemie. Diese hetero-supramolekularen Konzepte bieten vielfältige Möglichkeiten, die Lücken zwischen der Molekülchemie, Materialwissenschaften und Nanotechnologie zu schließen. Im Hinblick auf funktionelle Aspekte wurden in jüngster Zeit wichtige Fortschritte erzielt, z. B. verbesserte Erkennungs- und Sensoreigenschaften durch die Anordnung von Molekülen auf vororganisierten Oberflächen, der reversible Aufbau von nanometergroßen Netzwerken und dreidimensionalen Strukturen oder biomimetische und gesteuerte chemische Prozesse in Hybrid-Nanomaterialien, die als Grundlage für hoch spezialisierte Protokolle in dreidimensionalen Gerüststrukturen dienen können. Diese Ansätze ermöglichen eine Feinabstimmung der Eigenschaften von Nanomaterialien und eröffnen neue Perspektiven für die Anwendung supramolekularer Konzepte.
Supramolecular interactions are vital processes in many chemical sensors, biochemical assays, and other analytical detection schemes. On the background of the current, rapidly developing, and constantly changing requirements for (bio)analytical techniques, the classical molecular host is increasingly overburdened to accomplish a specific analytical task with the desired selectivity and sensitivity. Instead, other signaling strategies have to be conceived that overcome the limits in signal output, dynamic range, or compound targeting, which are imminent to various traditional methods. A very promising approach is the combination of concepts of supramolecular chemistry with nanostructured or nanoscopic inorganic materials, that is, the development of hybrid sensor materials. Such hybrids often lead to improved functionality and enhanced performance, and the present chapter discusses the contributory features in relation to the major aspects, which are related to the enhanced coordination by the preorganization of binding sites, signal amplification by the preorganization on surfaces, aggregation‐mediated signaling, surface‐modification‐based signaling, the tuning of selectivity through polarity and size, and gated signaling.