超分子进化

我很喜欢好看的化学结构。化学在很多方面都是美丽的，但你不能否认一个令人愉悦的美学分子或复合物的简单满足。的分子结而且多面体我们最近讲过的都是很好的例子。当你考虑到科学家们已经设计了这些结构的基本组成部分来进行自我排序和组装，这就使它们更加迷人了。

化学是关于突现性质的。把原子连接在一起，形成性质完全不同的分子，这是化学家们每天都在做的事情。超分子系统是同一概念的延伸，随着化学家更好地理解分子识别背后非共价相互作用的微妙平衡，他们正在合理地设计越来越精细的结构。

就像经验主义和直觉引导早期化学家逐渐发展我们对结构-功能关系的知识一样，超分子化学家正在学习他们结构的潜力。对超分子系统功能的理解在很大程度上仍然是在设计、合成和表征它们之后实现的，但是帮助系统地设计和预测新的药物化学物质的计算工具可以应用于超分子系统。看看生物学，看看能完成什么。

生物学在复杂的自我组装方面的成就是微不足道的。大自然不仅让复杂的自我组装看起来很简单，而且是有目的的。如果科学家们能设计出功能仅为天然超分子系统的一小部分的人工合成超分子系统，那么回报将是巨大的。

我们就快到了。Donald Cram, Jean-Marie Lehn(他创造了“超分子化学”这个术语)和Charles Pedersen因为“开发和使用具有高选择性的结构特异性相互作用的分子”而获得诺贝尔化学奖仅仅30年。去年，Jean-Pierre Sauvage, Fraser Stoddart和Ben Feringa因将这一想法发展为丰富的拓扑和化学而分享了该奖项。这些化学家挑战了键的传统概念，将非共价和机械相互作用与顽固的刚性共价键一起作为工具箱的一部分。当然，生物学的另一个诀窍是让所有东西都远离潜在的井底。

大多数化学合成的目标是稳定的实体，可以分离和瓶装。然而，活的有机体是动态的系统——在生物学中，平衡就是死亡。因此，为了让化学像生命一样进化，化学家必须利用非平衡系统的潜力。