Kaj je solni most pri kemiji?

Izraz solni most ima v kemiji dve različni uporabi. Prvotna uporaba je na področju elektrokemije opisala električno prevodno gelno združitev med dvema polovičnima celicama voltaične celice. Drugi je uporaba zunanje, rahlo polarne molekule za ustvarjanje mostu med odseki makromolekule, ki bi se odbijali brez posredovanja solnega mostu. Novo področje, supramolekularna kemija, v praktičnem razvoju od približno leta 1960, izkorišča solne mostove za ustvarjanje zelo podrobnih struktur.

V voltaični celici, imenovani tudi galvanska celica, poteka elektrokemična reakcija na dveh ločenih fizikalnih lokacijah, imenovanih polovične celice. Polovica oksidacijsko-redukcijske (redoks) reakcije se pojavi v vsaki polovični celici. Alessandro Volta je pokazal osnovno načelo z zlaganjem cinkovih in srebrnih diskov, ločenih s papirnatimi diski, nasičenimi s slano vodo, na mostu približno leta 1800. Z zlaganjem več teh kompletov cinkovih in srebrnih diskov je lahko zaznal električni udar ko se je dotaknil obeh koncev hkrati.

Pravo baterijsko celico je leta 1836 zgradil John Frederick Daniell, ki je uporabil cink in baker. Trak vsake kovine smo potopili v raztopino lastnega kovinskega iona. Oba trakova sta bila povezana z žico, dve raztopini pa s porozno keramično cevjo, napolnjeno s slano vodo, solnim mostom.

Če v baterijski celici ni uporabljen solni most, reakcija poteka neposredno in toka elektronov ni mogoče usmeriti skozi žico. Solni most prenaša samo naboj na ion prek njegovih solnih ionov. Skozi most ne potujejo ioni iz redoks reakcije.

Supramolekularna kemija zagotavlja inovativen pristop na področju nanotehnologije. Nanosne strukture, od 1 do 100 nanometrov (0.00000004 do 0.0000004 palca), so običajno izdelane z drobljenjem večjih struktur z uporabo elektronskega bombardiranja ali drugih tehnik. Supramolekularna kemija poskuša ustvariti strukture s posnemanjem naravnega načina samosestavljanja. Samosestavljanje se zgodi, ko se makromolekula zgradi z dodajanjem osnovnih komponent v postopnem postopku. Pridobiva nove enote, kar posledično povzroči, da se molekula zloži in upogne na način, da pritegne in poveže naslednjo komponento, s čimer se končno doseže natančno, tridimenzionalno strukturo.

Deoksiribonukleinska kislina (DNK) se v celici samosestavi s postopkom zlaganja in ponovnega zlaganja. Ko se naredi vsaka guba, se nove funkcionalne skupine, stranske skupine bolj reaktivnih atomov, postavijo v položaj privlačnosti ali odbijanja. Ko se molekule premikajo tako, da so funkcionalne skupine bližje ali dlje narazen, se naredi pregib. Vodikova vez, šibka medmolekularna ali, v primeru makromolekul, šibka intramolekularna privlačnost med rahlo negativnimi hidroksilnimi skupinami in rahlo pozitivnimi protonskimi skupinami usmerja proces zlaganja.
Včasih se mora v naravni ali sintetični makromolekuli zgoditi pregib ali upogib na mestu, kjer obstajajo blage odbojne sile. Druga majhna molekula, imenovana solni most, se lahko poravna na pravem mestu, kjer lahko premosti nasprotne sile. Namesto da bi pregib potisnil odpreti, kot to počne nepremostitveni odsek, solni most zategne vrzel in ščipa v makromolekuli. Izbira solnega mostu je zelo zahtevna; fizično in pri porazdelitvi naboja je potrebno natančno prileganje. Supramolekularni kemiki preučujejo naravne makromolekule, da bi razumeli in uporabili solne mostove pri gradnji uporabnih nanostruktur.