Un polimer supramolecular este o moleculă mare ( macromoleculă ) a cărei structură este compusă din ansambluri de unități monomere legate prin legături necovalente. Acestea din urmă sunt interacțiuni reversibile și direcționale secundare. Acestea includ forța van der Waals , legarea hidrogenului , stivuirea π-π, coordonarea metalelor, legătura halogenă , legătura calcogenă și interacțiunea gazdă-oaspete. Direcția și rezistența interacțiunilor non-covalente sunt ajustate cu precizie astfel încât rețeaua de molecule să se comporte ca un polimer în soluție diluată și concentrată (adică se comportă într-un mod care poate fi descris de teoriile fizicii polimerilor), de asemenea ca în faza solidă.
În polimerii convenționali, unitățile monomerice sunt legate prin legături covalente puternice și au proprietăți excelente ca materiale; cu toate acestea, sunt necesare temperaturi și presiuni ridicate pentru prelucrarea lor datorită încurcării polimerului în topitura foarte vâscoasă. Polimerii supramoleculari combină proprietăți materiale bune cu vâscozitatea scăzută a topiturii, făcându-i mai ușor de manevrat decât polimerii convenționali. În plus, unii polimeri supramoleculari au caracteristici unice, cum ar fi capacitatea de auto-vindecare a fracturilor. Deși polimerii covalenți pot fi reciclați, legăturile lor covalente puternice nu se descompun niciodată și afectează negativ mediul sub formă de deșeuri din plastic . Astfel, polimerii supramoleculari sunt din ce în ce mai populari datorită potențialului lor de a proiecta materiale reactive, adaptive, auto-vindecătoare și ecologice.
Conceptul modern de polimeri este atribuit lui Hermann Staudinger , care a confirmat existența moleculelor ultra-lungi legate covalent în 1920, pe care le-a numit „ macromolecule ”. Preambulul câmpului polimerilor supramoleculari poate fi gândit ca agregate colorante și complexe gazdă-oaspeți. La începutul XIX - lea secol, oamenii de știință care lucrează în domeniul pigmenților au observat unele agregate de colorare care se pot forma prin „un tip special de polimerizare“, dar nici o teorie a fost propusă. După stabilirea domeniului chimiei supramoleculare și după ce Premiul Nobel pentru chimie a fost acordat în 1987 lui Donald J. Cram , Jean-Marie Lehn și Charles J. Pedersen , chimiștii au început să proiecteze și să studieze mai multe structuri asamblate. . În 1988, Takuzo Aida, chimist polimer japonez, a raportat asupra conceptului de asamblare cofacială în care monomerii porfirină amfifilici sunt conectați printr-o interacțiune van der Waals formând arhitecturi unidimensionale în soluție, care pot fi considerate un prototip. Polimeri supramoleculari. În același an 1988, James. D. Wuest a introdus agregate unidimensionale bazate pe interacțiunea de legare a hidrogenului în stare cristalină. Cu o strategie diferită folosind legături de hidrogen, Jean MJ Fréchet a arătat în 1989 că moleculele mezogene cu unități de acid carboxilic și piridil, atunci când sunt amestecate în masă, se dimerizează heterotrop pentru a forma o structură cristalină lichidă stabilă. În 1990, Jean-Marie Lehn a arătat că această strategie poate fi extinsă pentru a forma o nouă categorie de polimeri, pe care el îi numește „polimer supramolecular cristalin lichid” prin utilizarea unităților complementare triple de legătură de hidrogen în vrac. În 1993, domnul Reza Ghadiri a raportat un polimer supramolecular nanotubular în care un monomer peptidic macrociclic care formează o foaie B a fost asamblat prin legături multiple de hidrogen între macrocicluri adiacente. În 1994, Anselm. C. Griffin a prezentat un material supramolecular amorf folosind o singură legătură de hidrogen între moleculele homotrope care au terminări de acid carboxilic și piridină. Ideea de a face materiale polimerice puternice mecanic prin asocierea supramoleculară 1D a moleculelor mici necesită o constantă de asociere ridicată între blocurile repetate. În 1997, EW "Bert" Meijer a raportat un monomer telechelic cu capete ureidopirimidinonice ca o unitate cvadruplă de legătură de hidrogen "auto-complementară" și a demonstrat că polimerul supramolecular rezultat în cloroform prezintă o proprietate viscoelastică dependentă de soluție. Aceasta este prima demonstrație că polimerii supramoleculari, atunci când sunt suficient de puternici mecanic, sunt încurcați fizic în soluție.
Monomerii supuși polimerizării supramoleculare sunt considerați în echilibru cu polimerii în creștere și, prin urmare, factorii termodinamici domină sistemul. Cu toate acestea, atunci când monomerii constitutivi sunt conectați prin interacțiuni puternice și multivalente, o stare cinetică " metastabilă " poate domina polimerizarea. O sursă externă de energie, sub formă de căldură, în cele mai multe cazuri, poate transforma starea „metastabilă” într-un polimer stabil termodinamic. O înțelegere clară a multiplelor căi mecanice posibile prin care poate proceda polimerizarea supramoleculară este încă în dezbatere. Cu toate acestea, conceptul de „complexitate a căii de reacție”, introdus de EW „Bert” Meijer, aduce lumină asupra comportamentului cinetic al polimerizării supramoleculare. Acest concept de „complexitate a căii de reacție” explică modul în care se pot obține o varietate de structuri asamblate din aceleași unități monomerice de pornire.
In polimerizarea covalentă convențională, două modele bazate pe etapizată de polimerizare și de polimerizare în lanț mecanisme sunt operaționale. În zilele noastre, o subdiviziune similară este acceptabilă pentru polimerizarea supramoleculară; modelul izodesmic (mecanism de polimerizare pas cu pas) și modelul cooperativ sau de extindere a nucleației (reacția în lanț a polimerazei) O a treia categorie este polimerizarea supramoleculară însămânțată, care poate fi considerată un caz special al reacției în lanț a polimerazei.
Echivalentul supramolecular al mecanismului de polimerizare în trepte este denumit în mod obișnuit modelul izodesmic sau egal cu K ( K reprezintă interacțiunea dintre doi monomeri vecini). În polimerizarea supramoleculară izodesmică, nu este necesară o temperatură critică sau o concentrație de monomeri pentru ca polimerizarea să aibă loc și constanta de asociere între polimer și monomer este independentă de lungimea lanțului polimeric. Astfel, lungimea lanțurilor polimerice supramoleculare crește atunci când concentrația monomerilor în soluție crește sau când temperatura scade. În policondensarea convențională, constanta de asociere este în general mare, ceea ce duce la un grad ridicat de polimerizare; cu toate acestea, se observă un produs secundar. În polimerizarea izodesmică supramoleculară, datorită legăturilor necovalente, asocierea dintre unitățile monomerice este slabă, iar gradul de polimerizare este foarte dependent de puterea interacțiunii, adică interacțiunea multivalentă dintre unitățile monomerice. De exemplu, polimerii supramoleculari constând din monomeri bifuncționali care au un singur donor / acceptor de legătură de hidrogen la capetele lor au ca rezultat, în general, un grad scăzut de polimerizare, totuși cei cu o legătură de hidrogen quadrupolar, cum ar fi în cazul unităților de ureidopirimidinonă, duc la grad de polimerizare.polimerizare mare. În polimerul supramoleculară bazat pe ureidopyrimidinone, greutatea moleculară observată experimental la concentrații semi diluate este de ordinul a 10 6 Dalton și greutatea moleculară a polimerului poate fi controlat prin adăugarea capsulators cu lanț monofuncționale.
Polimerizarea convențională a lanțului cuprinde cel puțin două faze; inițiere și propagare, în timp ce în unele cazuri apar și faze de terminare și transfer de lanț. Polimerizarea lanțului supramolecular în sens larg implică două faze distincte; o nucleație mai puțin favorizată și o propagare favorizată. În acest mecanism, după formarea unui nucleu de o anumită dimensiune, constanta de asociere este crescută, adăugarea suplimentară de monomer devine mai favorabilă și creșterea polimerului este inițiată. Lanțurile polimerice lungi se vor forma numai peste o concentrație minimă de monomer și sub o anumită temperatură. Cu toate acestea, pentru a obține un analog covalent al polimerizării lanțului supramolecular, o condiție prealabilă dificilă este proiectarea monomerilor adecvați care pot fi polimerizați numai prin acțiunea inițiatorilor. Recent, a fost demonstrat un exemplu de polimerizare supramoleculară cu caracteristici „vii”. În acest caz, un monomer în formă de bolus cu lanțuri laterale atașate la o amidă formează o rețea de legătură intramoleculară hidrogen favorizată cinetic și nu suferă spontan polimerizare supramoleculară la temperatura camerei. Cu toate acestea, o versiune N-metilată a monomerului servește ca inițiator prin deschiderea rețelei de legare a hidrogenului intramoleculară pentru polimerizarea supramoleculară, la fel ca polimerizarea covalentă cu deschidere a inelului. În acest caz, capătul lanțului rămâne activ pentru extinderea suplimentară a polimerului supramolecular și, prin urmare, mecanismul lanțului permite controlul precis al materialelor polimerice supramoleculare.
Aceasta este o categorie specială de polimerizare a lanțului supramolecular, în care monomerul nuclează doar într-un stadiu incipient al polimerizării pentru a genera „semințe” și devine activ pentru extinderea lanțului polimeric la polimerizare. Adăugarea suplimentară a unui nou lot de monomer. Nucleația secundară este suprimată în majoritatea cazurilor și astfel permite realizarea unei polidispersități înguste a polimerului supramolecular rezultat. În 2007, Ian Manners și Mitchell A. Winnik au introdus acest concept folosind un copolimer dibloc poliferrocenildimetilsilan-poliizopren ca monomer, care se asamblează în micele cilindrice. Când se adaugă o rație proaspătă de monomer la „semințele” micelare obținute prin sonicare, polimerizarea începe într-un mod viu. Ei au numit această metodă "auto-asamblare condusă de cristalizare" (CDSA) și este aplicabilă pentru a construi structuri supramoleculare anizotrope la scara micrometrică în 1D-3D. O polimerizare supramoleculară semințată diferită din punct de vedere conceptual este demonstrată de Kazunori Sugiyasu într-un monomer pe bază de porfirină care poartă lanțuri alchil lungi atașate la o amidă. La temperatură scăzută, acest monomer formează preferențial agregate J sferice, în timp ce agregate H fibroase la temperatură mai mare. Prin adăugarea unui amestec sonicat de agregate J („semințe”) într-o soluție concentrată de particule de agregat J, fibrele lungi pot fi preparate prin polimerizare supramoleculară a semințelor vii. Frank Würthner a efectuat o polimerizare supramoleculară semănată similară a perilen bisimidei ca un monomer. Important, polimerizarea supramoleculară însămânțată este de asemenea aplicabilă pentru a prepara copolimeri bloc supramoleculari.
Monomerii capabili să formeze o legătură de hidrogen simplă , dublă, triplă sau cvadruplă au fost folosiți pentru a produce polimeri supramoleculari, iar asocierea crescută a monomerilor este evident posibilă atunci când monomerii au un număr maxim de unități donator / acceptor de legături de hidrogen. De exemplu, un monomer pe bază de ureidopirimidinonă cu capete de legătură hidrogen autocomplementare polimerizează în soluție, urmând teoria convențională a polimerilor și prezintă o natură viscoelastică distinctă la temperatura camerei.
Pentru prepararea polimerilor supramoleculari s-au folosit monomeri cu unități aromatice precum bis (merocianină), oligo ( para- fenilenevinilenă) (OPV), perilen bisimidă (PBI), vopsea cianină, coranulenă și nano-grafen derivați. În unele cazuri, lanțurile laterale ale legăturii de hidrogen atașate la unitatea aromatică centrală ajută la menținerea fermă a monomerului în polimerul supramolecular. Un sistem notabil în această categorie este un nanotubules polimer supramoleculare formate prin polimerizarea supramoleculară hexa- peri - hexabenzocoronene amfifile (HBC). În general, nanotuburile sunt clasificate morfologic ca obiecte 1D, cu toate acestea, pereții lor adoptă geometria 2D și, prin urmare, necesită o strategie de proiectare diferită. Amfifilele HBC din solvenții polari se asamblează solvofob într-o membrană bistrat 2D, care se transformă într-o bandă elicoidală sau polimer nanotubular. Amfifile similare din punct de vedere conceptual bazate pe un colorant de cianină și un colorant de zinc cu clor, de asemenea, polimerizează în apă, rezultând polimeri nanotubulari supramoleculari.
Diversi polimeri supramoleculari pot fi sintetizați folosind monomeri cu unități complementare de legare gazdă-gazdă, cum ar fi eteri coroană / ioni de amoniu, cucurbiturili / viologeni , calixarene / viologeni, ciclodextrine / derivați adamantani și derivați piloni . Când monomerii sunt „heteroditopici”, rezultă copolimeri supramoleculari, cu condiția ca monomerii să nu se homopolimerizeze. Akira Harada a fost una dintre primele care a recunoscut importanța combinării polimerilor și ciclodextrinelor. Feihe Huang a arătat un exemplu de copolimer supramolecular alternativ din doi monomeri heteroditopici care poartă atât eterul coroanei, cât și capetele ionilor de amoniu. Takeharo Haino a demonstrat un exemplu extrem de control al secvenței într-un copolimer supramolecular, în care trei monomeri heteroditopici sunt dispuși într-un bloc ABC de-a lungul lanțului copolimerului. Strategia de proiectare utilizând trei interacțiuni de legare distincte; sferele (calix [5] arene / C60), donatorul-acceptor (bisporfirina / trinitrofluorenona) și interacțiunile cu legătura de hidrogen Hamilton sunt cheia pentru obținerea unei ortogonalități ridicate și formarea terpolimerului supramolecular ABC.
Informațiile stereochimice ale unui monomer chiral pot fi exprimate într-un polimer supramolecular. Polimerii supramoleculari elicoidali de conformație P și M sunt observați pe scară largă, în special cei compuși din monomeri în formă de disc. Când monomerii sunt achirali, helicile P și M se formează în cantități egale. Când monomerii sunt chirali, de obicei datorită prezenței unuia sau mai multor stereocentri în lanțurile laterale, relația diastereomerică dintre helicile P și M duce la preferința unei conformații față de cealaltă. Un exemplu tipic este un C 3- monomer chiral simetric în formă de disc care formează polimeri supramoleculare elicoidale prin „regula majorității“. Un exces ușor de un enantiomer al monomerului chiral are ca rezultat o polarizare puternică spre geometria elicoidală dreaptă sau stângă la nivelul polimerului supramolecular. În acest caz, se poate observa o dependență neliniară caracteristică a factorului anizotrop, g , de excesul enantiomeric al unui monomer chiral. Ca și în sistemul chiral cu molecule mici, chiralitatea unui polimer supramolecular este, de asemenea, afectată de solvenții chirali. Unele aplicații ca catalizator pentru sinteza asimetrică și luminescența polarizată circular sunt observate și în polimerii supramoleculari chirali.
Un copolimer este format din mai multe specii monomerice. S-au stabilit tehnici avansate de polimerizare pentru prepararea copolimerilor covalenți, dar copolimerii supramoleculari sunt încă la început. În ultimii ani, au fost identificate toate categoriile plauzibile de copolimeri supramoleculari, cum ar fi aleatoare, alternative, bloc sau periodice.
În ultimii 30 de ani, domeniul polimerilor supramoleculari a devenit o ramură nouă foarte importantă a științei polimerilor. A atras numeroase activități de cercetare în universități și laboratoare industriale din întreaga lume. Noi materiale dinamice cu o varietate de proprietăți anormale sunt adăugate în domeniul ingineriei materialelor. Multe aplicații în domeniul durabilității (procesare și reciclare ușoară), electronică și medicină, precum și cosmetice au devenit disponibile.
Una dintre proprietățile importante ale polimerilor supramoleculari este interacțiunile lor reversibile în rețeaua monomerilor. Când interacțiunea dintre monomeri este suficient de puternică, se pot aștepta proprietăți materiale interesante. Stabilitatea termodinamică a unui polimer supramolecular poate fi descrisă folosind constanta de asociere, K ass . Când K ass ≤ 10 4 M −1 , agregatele polimerice sunt de obicei de dimensiuni mici și când K ass ≥ 10 10 M −1 , polimerul supramolecular se comportă ca polimeri covalenți din cauza lipsei de dinamică. Astfel, trebuie obținut un K ass optim = 10 4 până la 10 10 M − 1 pentru a produce polimeri supramoleculari funcționali. Dinamica și stabilitatea polimerilor supramoleculari sunt adesea afectate de influența aditivilor (de exemplu, co-solvent sau dop de lanț). Când un solvent bun, de exemplu, cloroform, este adăugat la un polimer supramolecular într-un solvent slab, de exemplu, heptan, polimerul se dezasamblează. Cu toate acestea, în unele cazuri, cosolvenții contribuie la stabilizarea / destabilizarea polimerului supramolecular. De exemplu, polimerizarea supramoleculară a unui monomer pe bază de porfirină legat de hidrogen într-un solvent hidrocarbonat conținând o cantitate mică de alcool de eliminare a legăturii de hidrogen prezintă căi de formare distincte, adică polimerizarea este promovată atât prin răcire, cât și prin încălzire și este cunoscută sub numele de polimerizare supramoleculară ". Într-un alt exemplu, cantități mici de molecule de apă dizolvate în solvenți nepolari, cum ar fi metilciclohexan, devin parte a polimerului supramolecular la temperaturi mai scăzute, datorită interacțiunii specifice de legare a hidrogenului dintre monomer și apă.
Una dintre proprietățile fascinante ale polimerilor supramoleculari este capacitatea lor de a se autovindeca în cazul unei fracturi. Un cauciuc supramolecular pe bază de vitrină , introdus de Ludwik Leibler, se poate autovindeca prin simpla apăsare a celor două margini rupte ale materialului. În acest caz, fracturile apar atunci când legăturile de hidrogen dintre monomerii materialului sunt rupte; apropierea marginilor fracturii permite legăturile de hidrogen să se reformeze, sigilând decalajul. În mod impresionant, comportamentul dinamic al legăturilor de hidrogen nu compromite proprietățile materialului. Rezistența mecanică ridicată a unui material și capacitatea de autovindecare se exclud, în general, reciproc. Astfel, un material vitros care se poate autovindeca la temperatura camerei a rămas o provocare până de curând. Takuzo Aida a prezentat o sticlă polimerică inovatoare compusă dintr-un eter de tiourea oligomeric polimerizat supramolecular, care este robust din punct de vedere mecanic ( e = 1,4 GPa), dar care se poate autovindeca, chiar și la temperatura camerei, doar prin compresie la suprafețele fracturate. Invenția sticlei polimerice auto-vindecătoare a actualizat ideea preconcepută că numai materialele moi cauciucate se pot vindeca.
O altă strategie utilizează un poli (izobutilen) bivalent (PIB) cu acid barbituric bifuncționalizat. Există mai multe legături de hidrogen între gruparea carbonil și gruparea amidă a acidului barbituric permițându-i să formeze o rețea supramoleculară. În acest caz, discurile mici bazate pe PIB se pot recupera după deteriorări mecanice după câteva ore de contact la temperatura camerei.
Polimerii covalenți care conțin complexe de coordonare au fost, de asemenea, studiați pentru a produce materiale de auto-vindecare. Folosind coordonarea interacțiunilor dintre catecol și ioni ferici, cercetătorii au dezvoltat polimeri supramoleculari auto-vindecători controlați de pH . Formarea complexelor mono-, bis- și triscatehchol-Fe 3+ poate fi manipulată de pH, dintre care complexele bis- și triscatehchol-Fe 3+ prezintă moduli elastici, precum și capacitate de auto-vindecare. De exemplu, triscatehchol-Fe 3+ își poate recăpăta coeziunea și forma după ce a fost rupt. Plierea lanțurilor de poliimidă și a lanțurilor terminate de unități de piren dă naștere la rețele supramoleculare.
Conversia încărcării luminii este pasul preliminar pentru realizarea sistemelor de fotosinteză artificială. Prin încorporarea donatorilor de electroni și a acceptorilor de electroni în polimeri supramoleculari, pot fi construite o serie de sisteme artificiale, inclusiv un sistem de fotosinteză. Datorită existenței mai multor interacțiuni (interacțiunea π-π, interacțiunea cu legătura de hidrogen și altele), donatorul de electroni și acceptorul de electroni pot fi ținute împreună în apropierea corespunzătoare pentru a permite statelor să aibă o încărcare de durată lungă. Apoi, un sistem de conversie a încărcării cu lumină cu transfer mai rapid de electroni fotoinduși și o eficiență mai mare de transfer de electroni poate fi obținut în acești polimeri artificiali.
Este destul de frecvent ca biomoleculele , cum ar fi ADN-ul , proteinele și altele asemenea, să apară prin diferite interacțiuni non-covalente în sistemul biologic . La fel, polimerii supramoleculari se asamblează printr-o combinație de interacțiuni non-covalente. O astfel de formă de formare conferă caracteristici polimerilor supramoleculari, deoarece aceștia sunt mai sensibili la stimulii externi și capabili să inverseze schimbările dinamice ale structurilor și funcțiilor. Prin modificarea unităților monomerice ale polimerilor supramoleculari cu pandantive solubile în apă, porțiuni bioactive, precum și biomarkeri, polimerii supramoleculari pot realiza diferite tipuri de funcții și aplicații în domeniul biomedical. În același timp, natura lor reversibilă și dinamică face ca polimerii supramoleculari să fie biodegradabili, depășind problema polimerilor covalenți greu de degradat și transformă polimerii supramoleculari într-o platformă promițătoare pentru aplicații biomedicale . Posibilitatea de degradare într-un mediu biologic reduce toxicitatea potențială a polimerilor și, prin urmare, îmbunătățește biocompatibilitatea polimerilor supramoleculari.
Cu natura excelentă a biodegradării și a biocompatibilității , polimerii supramoleculari prezintă un potențial mare în dezvoltarea livrării medicamentului, transfecției genelor și a altor aplicații biomedicale.
Administrarea medicamentelor: Stimuli celulari multipli pot induce răspunsuri în polimeri supramoleculari. Coloanele moleculare dinamice ale polimerilor supramoleculari pot fi depolimerizate la expunerea la stimuli externi, cum ar fi pH in vivo . Pe baza acestei proprietăți, polimerii supramoleculari sunt capabili să fie purtători de medicamente. Utilizarea legăturilor de hidrogen între nucleobaze poate induce auto-asamblarea lor în micele sferice sensibile la pH.
Transfecția genelor: Vectorii cationici eficienți, cu nivel scăzut de toxicitate, non-virali sunt foarte doriți în domeniul terapiei genice . Datorită proprietăților lor dinamice și sensibile la stimuli, polimerii supramoleculari oferă o platformă convingătoare pentru a construi vectori pentru transfecția genelor. Combinând dimeri de ferocen și β- ciclodextrină , a fost propus ca vector un sistem polimeric supramolecular cu proprietățile redox . În celulele COS-7, acest vector polimeric supramolecular poate elibera ADN prins la expunerea la peroxid de hidrogen și poate efectua transfecția genei.
Se așteaptă ca polimerii supramoleculari cu interacțiuni necovalente specifice, direcționale, reglabile și reversibile să fie avantajoase atât pentru biomateriale, cât și pentru aplicații biomedicale. De exemplu, natura reversibilă a polimerilor supramoleculari poate produce biomateriale care pot simți și răspunde la semnale fiziologice sau care imită aspectele structurale și funcționale ale semnalizării biologice. Pe baza mecanismelor lor de formare, biomaterialele supramoleculare pot fi clasificate în general ca:
Polimerii supramoleculari proiectați rațional pot îndeplini simultan cerințele de compatibilitate a apei, biodegradabilitate, biocompatibilitate, capacitate de reacție la stimuli și alte criterii stricte. Prin urmare, polimerii supramoleculari pot fi aplicați câmpului biomedical ca un sistem robust. În plus față de aplicațiile menționate mai sus, alte aplicații biomedicale importante și fascinante precum livrarea de proteine, imagistica bio , diagnosticarea și ingineria țesuturilor sunt, de asemenea, bine dezvoltate.
De-a lungul timpului, metodele de polimerizare supramoleculare s-au extins și gama de monomeri utilizabili s-a diversificat. În plus față de o mulțime de motive moleculare, biomolecule precum ADN, nanostructuri ADN și proteine, precum și obiecte anorganice ca monomeri neconvenționali au fost recent cercetate pentru polimerizarea supramoleculară. În toate aceste cazuri, monomerii au dimensiuni mult mai mari, de obicei mai mulți nanometri, iar interacțiunile non-covalente variază de la legarea hidrogenului, gazda-oaspete și coordonarea metalelor. Un exemplu notabil este polimerizarea supramoleculară multivalentă asistată de Mg 2+ de mașini biomoleculare sensibile la ATP, chaperonina GroEL, rezultând un nanotub proteic foarte stabil. Important, acest nanotub prezintă activitate ATPază și se disociază în oligomeri cu lanț scurt atunci când este tratat cu ATP datorită mișcărilor de deschidere / închidere a unităților GroEL constituente.
Polimeri supramoleculari preparați în general în soluție. Cu toate acestea, se pot aștepta proprietăți anormale polimerice atunci când acești polimeri sunt preparați fără medii organice sau apoase convenționale. De exemplu, mediile cu cristale lichide pot afecta etapele elementare ale polimerizării supramoleculare, așa cum a demonstrat Takashi Kato în 1998, în polimerizarea de reticulare supramoleculară a agenților de gelifiere, care formează un gel de cristal lichid fizic. Atunci când monomerii sunt proiectați pentru a fi foarte favorabili mediului cu cristale lichide, polimerizarea supramoleculară determină o tranziție de fază care crește organizarea moleculară, rezultând cristale lichide cu structură cilindrică. Polimerii supramoleculari pot fi, de asemenea, preparați în stare solidă, de exemplu, cu un monomer ca oligomer telechelic atașat la o nucleobază, rezultând formarea fibrelor 1D la răcirea fazei sale topite. Ca o nouă clasă de materiale, polimerii supramoleculari formați la electrod și la interfață devin de asemenea disponibili.