portunamente  considerata  come  una  grande  molecola.  Simil- mente (Figura 4) [14], l’ossidazione e la riduzione di una specie supramolecolare  può  sostanzialmente  essere  descritta  come l’ossidazione o la riduzione di una specifica unità, mentre l’ossi- dazione o la riduzione di una grande molecola porta a specie in cui la buca o l’elettrone sono delocalizzati sull’intero sistema. In termini più generali, quando l’energia di interazione fra le unità è piccola rispetto ad altri parametri energetici che caratterizza- no il sistema, la specie può essere considerata supramolecola- re, indipendentemente dalla natura dei legami che tengono uni- ti i componenti. Quindi, una specie costituita da componenti co- valentemente legati, ma interagenti in modo debole, come 2  e (Figura 2), e come 54+e 64+ (Figura 3), può essere considera- ta  supramolecolare  in  esperimenti  coinvolgenti  processi  foto- chimici ed elettrochimici. Per lo studio di questi sistemi è ovvia- mente molto utile conoscere le proprietà dei singoli componenti che,  nella  maggioranza  dei  casi,  possono  essere  abbastanza facilmente ricavate da quelle di opportuni composti modello. Auto-organizzazione e sintesi covalente L’auto-assemblaggio e l’auto-organizzazione [2, 18] sono pro- cessi molto importanti nei sistemi biologici [19]. Per esempio, le antenne  per  la  raccolta  dell’energia  luminosa  nella  fotosintesi batterica sono sistemi formati dall’auto-assemblaggio e dall’au- to-organizzazione di un gran numero di componenti molecolari [20]. Questo esempio, così come tanti altri che si potrebbero ri- portare, dimostra la sorprendente abilità della natura nel gover- nare forze di interazione deboli per costruire congegni e mac- chine supramolecolari [19-22]. La  costruzione  di  strutture  supramolecolari  artificiali  mediante auto-organizzazione  richiede  componenti  molecolari  opportu- namente  programmati  [2,  5,  6m]  e  la  possibilità  di  avere  un controllo  completo  delle  deboli  forze  di  interazione  (incluse quelle fra soluto e solvente) coinvolte nella formazione, guidata dalla  termodinamica,  del  sistema  desiderato.  Questo  difficile compito può essere svolto con successo mediante una proget- tazione accurata dei componenti molecolari, come è stato fatto per ottenere elicati [23], griglie [24], capsule [25] e poliedri [26]. Il problema, però, diventa di gran lunga più difficile quando si tenta di usare l’auto-assemblaggio e l’auto-organizzazione per costruire congegni e macchine, dal momento che i vari compo- nenti molecolari, oltre a dover essere programmati per assem- blarsi spontaneamente nella struttura voluta, devono anche es- sere in grado di lavorare in modo integrato così da poter svol- gere la funzione richiesta. Bisogna anche considerare che i si- Chimica e… Materiali 85 - La Chimica e l’Industria - 63  Precedente - Seguente Figura 5 - Architetture molecolari: due affascinanti specie supramolecolari di dimensione nanometrica e strutture macroscopiche corrispondenti: a) un carcerando resorcarene-calixarene [31a] e il Battistero di Pisa; b) un composto di tipo norbornilico [31b] e il ponte medioevale di Olina (Modena). Le geometrie delle molecole sono state ottenute con calcoli di meccanica molecolare Figura 4 - Differenza fra un sistema supramolecolare e una molecola “grande”, basata sugli effetti causati da stimolazione con fotoni o con elettroni Figura 6 - a) Un nodo a trifoglio nella rappresentazione dell’artista M.C. Escher, e un nodo a trifoglio molecolare [31c]; b) il simbolo del Comitato Olimpico e la sua versione molecolare rappresentata da un catenano formato da cinque anelli macrociclici incatenati [31d]. Le strutture cristalline sono state gentilmente fornite Jean-Pierre Sauvage, Università di Strasburgo, Francia (nodo molecolare), e David J. Williams, Imperial College, London, UK (catenano) a b a b