En supramolekylær polymer er et stort molekyl ( makromolekyl ) hvis struktur er sammensatt av samlinger av monomerenheter bundet av ikke-kovalente bindinger. Sistnevnte er reversible og retningsbestemte sekundære interaksjoner. De inkluderer van der Waals-kraft , hydrogenbinding , π-π-stabling, metallkoordinering, halogenbinding , kalkogenbinding og verts-gjest-interaksjon. Retningen og styrken til de ikke-kovalente interaksjonene justeres nøyaktig slik at nettverket av molekyler oppfører seg som en polymer i fortynnet og konsentrert løsning (dvs. at den oppfører seg på en måte som kan beskrives av teoriene om polymerfysikk). som i den faste fasen.
I konvensjonelle polymerer er monomerenhetene bundet av sterke kovalente bindinger og har utmerkede egenskaper som materialer; imidlertid er forhøyede temperaturer og trykk påkrevd for deres bearbeiding på grunn av sammenfiltringen av polymeren i den meget viskøse smelten. Supramolekylære polymerer kombinerer gode materialegenskaper med lav smelteviskositet, noe som gjør dem lettere å håndtere enn konvensjonelle polymerer. I tillegg har noen supramolekylære polymerer unike egenskaper, for eksempel evnen til selvhelbredelse. Selv om kovalente polymerer kan resirkuleres, brytes deres sterke kovalente bindinger aldri ned og påvirker miljøet negativt i form av plastavfall . Dermed blir supramolekylære polymerer stadig mer populære på grunn av deres potensial for å designe reaktive, adaptive, selvhelbredende og miljøvennlige materialer.
Det moderne konseptet med polymerer tilskrives Hermann Staudinger , som bekreftet eksistensen av ultralange kovalent koblede molekyler i 1920, som han kalte " makromolekyler ". Innledningen til feltet av supramolekylære polymerer kan betraktes som fargestoffaggregater og vertsgjestekomplekser. På begynnelsen av XIX th -tallet, har forskere som arbeider innen pigmenter merke til noen dye aggregater som kan danne via "en spesiell type polymerisasjon", men ingen teori er foreslått. Etter etableringen av feltet supramolekylær kjemi og etter at Nobelprisen i kjemi ble tildelt i 1987 til Donald J. Cram , Jean-Marie Lehn og Charles J. Pedersen , begynte kjemikere å designe og studere mer sammensatte strukturer. Store fra små molekyler. . I 1988 rapporterte Takuzo Aida, en japansk polymerkjemiker, om konseptet med cofacial montering der amfifile porfyrinmonomerer er koblet sammen via en van der Waals-interaksjon som danner endimensjonale arkitekturer i løsning, som kan betraktes som en prototype. Supramolecular polymerer. Samme år 1988, James. D. Wuest introduserte endimensjonale aggregater basert på hydrogenbindingsinteraksjonen i krystalltilstand. Med en annen strategi ved bruk av hydrogenbindinger, viste Jean MJ Fréchet i 1989 at mesogene molekyler med karboksylsyre og pyridylenheter , når de ble blandet i masse, dimeriseres heterotropisk for å danne en stabil flytende krystallstruktur. I 1990 viste Jean-Marie Lehn at denne strategien kan utvides til å danne en ny kategori av polymerer, som han kaller "flytende krystallinsk supramolekylær polymer" ved å bruke komplementære enheter med trippel hydrogenbinding i masse. I 1993 rapporterte Reza Ghadiri en nanotubulær supramolekylær polymer der en makrosyklisk peptidmonomer som dannet et B-ark ble samlet via flere hydrogenbindinger mellom tilstøtende makrosykler. I 1994 Anselm. C. Griffin viste et amorft supramolekylært materiale ved bruk av en enkelt hydrogenbinding mellom homotrope molekyler med karboksylsyre- og pyridin-avslutninger. Ideen om å lage mekanisk sterke polymere materialer ved 1D supramolekylær tilknytning av små molekyler krever en høy tilknytningskonstant mellom repeterende byggesteiner. I 1997 rapporterte EW "Bert" Meijer en telechelic monomer med ureidopyrimidinon ender som en "selvkomplementær" hydrogenbinding firdoblet enhet og demonstrerte at den resulterende supramolekylære polymeren i kloroform viser en løsningsavhengig viskoelastisk egenskap i løsningstemperatur. Dette er den første demonstrasjonen at supramolekylære polymerer, når de er tilstrekkelig sterke mekanisk, er fysisk viklet inn i løsningen.
Monomerer som gjennomgår supramolekylær polymerisering blir vurdert i likevekt med voksende polymerer, og termodynamiske faktorer dominerer derfor systemet. Imidlertid når de sammensatte monomerene er forbundet via sterke og multivalente interaksjoner, kan en " metastabil " kinetisk tilstand dominere polymeriseringen. En ekstern energikilde, i form av varme i de fleste tilfeller, kan transformere den "metastabile" tilstanden til en termodynamisk stabil polymer. En klar forståelse av de mange mulige mekaniske banene som supramolekylær polymerisering kan gå gjennom, er fremdeles under debatt. Imidlertid belyser begrepet "reaksjonsbanekompleksitet", introdusert av EW "Bert" Meijer, den kinetiske oppførselen til supramolekylær polymerisasjon. Dette begrepet "reaksjonsbanekompleksitet" forklarer hvordan en rekke monterte strukturer kan oppnås fra de samme startende monomere enheter.
I konvensjonell kovalent polymerisering er to modeller basert på trinnvis polymerisering og kjedepolymerisasjonsmekanismer i drift. I dag er en lignende underavdeling akseptabel for supramolekylær polymerisering; isodesmic (trinnvis polymerisasjonsmekanisme) og kooperativ eller kjerneforlengelsesmodell (polymerasekjedereaksjon) En tredje kategori er sådd supramolekylær polymerisering, som kan betraktes som et spesielt tilfelle av polymerasekjedereaksjon.
Den supramolekylære ekvivalenten til den trinnvise polymerisasjonsmekanismen blir ofte referert til som den isodesmiske modellen eller lik K ( K representerer samspillet mellom to nabomonomerer). I isodesmisk supramolekylær polymerisasjon er det ikke nødvendig med noen kritisk temperatur eller konsentrasjon av monomerer for at polymerisasjon skal skje, og forbindelseskonstanten mellom polymer og monomer er uavhengig av polymerkjedelengden. Således øker lengden på de supramolekylære polymerkjedene når konsentrasjonen av monomerer i løsningen øker eller når temperaturen synker. Ved konvensjonell polykondensasjon er assosiasjonskonstanten generelt stor, noe som fører til en høy grad av polymerisering; imidlertid observeres et biprodukt. I isodesmisk supramolekylær polymerisasjon, på grunn av de ikke-kovalente bindingene, er forbindelsen mellom monomerenhetene svak, og graden av polymerisasjon er sterkt avhengig av styrken av interaksjonen, det vil si den multivalente interaksjonen mellom monomerenhetene. For eksempel resulterer supramolekylære polymerer som består av bifunksjonelle monomerer med en enkelt hydrogenbindingsdonor / -acceptor i endene, generelt i en lav grad av polymerisasjon, men de med en quadrupolar hydrogenbinding, slik som i tilfelle ureidopyrimidinon-enheter, resulterer i en lav grad av polymerisering. høy polymerisering. I den supramolekylær polymer basert på ureidopyrimidinone, observerte molekylvekten eksperimentelt ved semi-fortynnede konsentrasjoner er i størrelsesorden 10 6 Dalton og molekylvekten av polymeren kan reguleres ved tilsetning av monofunksjonelle kjede capsulators.
Konvensjonell kjedepolymerisasjon omfatter minst to faser; initiering og forplantning, mens i noen tilfeller også avslutnings- og kjedeoverføringsfaser forekommer. Supramolekylær kjedepolymerisasjon i vid forstand involverer to forskjellige faser; en kjernefysisk mindre favorisert og en favorisert forplantning. I denne mekanismen, etter dannelsen av en kjerne av en viss størrelse, økes assosiasjonskonstanten, ytterligere tilsetning av monomer blir gunstigere, og veksten av polymeren initieres. Lange polymerkjeder vil bare dannes over en minimal monomerkonsentrasjon og under en viss temperatur. Imidlertid, for å oppnå en kovalent analog av supramolekylær kjedepolymerisasjon, er en vanskelig forutsetning utformingen av egnede monomerer som bare kan polymerisere ved hjelp av initiatorer. Nylig er det vist et eksempel på supramolekylær polymerisering med "levende" egenskaper. I dette tilfellet danner en bolusformet monomer med sidekjeder festet til et amid et kinetisk foretrukket intramolekylært hydrogenbindingsnettverk og gjennomgår ikke spontant supramolekylær polymerisering ved romtemperatur. Imidlertid fungerer en N-metylert versjon av monomeren som en initiator ved å åpne det intramolekylære hydrogenbindingsnettverket for supramolekylær polymerisering, akkurat som kovalent ringåpningspolymerisasjon. Kjedeenden forblir i dette tilfellet aktiv for ytterligere utvidelse av den supramolekylære polymeren, og derfor tillater kjedemekanismen presis kontroll av de supramolekylære polymermaterialene.
Dette er en spesiell kategori av supramolekylær kjedepolymerisasjon, hvor monomeren bare kjerner på et tidlig stadium av polymeriseringen for å generere "frø" og blir aktiv for polymerkjedeforlengelse ved polymerisering. Tilsetting av et nytt parti monomer. Sekundær kimdannelse undertrykkes i de fleste tilfeller og muliggjør således en smal polydispersitet av den resulterende supramolekylære polymeren. I 2007 introduserte Ian Manners og Mitchell A. Winnik dette konseptet ved hjelp av en polyferrocenyldimethylsilane-polyisopren diblock-kopolymer som monomer, som monteres i sylindriske miceller. Når en fersk rasjon av monomeren tilsettes de micellære "frøene" oppnådd ved sonikering, begynner polymeriseringen på en livlig måte. De kalte denne metoden "krystallisasjonsdrevet selvmontering" (CDSA) og kan brukes til å konstruere anisotrope supramolekylære strukturer på mikrometerskala i 1D-3D. En konseptuelt forskjellig frøet supramolekylær polymerisasjon er demonstrert av Kazunori Sugiyasu i en porfyrinbasert monomer som bærer lange alkylkjeder festet til et amid. Ved lav temperatur danner denne monomeren fortrinnsvis sfæriske J-aggregater mens fiberholdige H-aggregater ved høyere temperatur. Ved å tilsette en sonikert blanding av J-aggregatene ("frø") i en konsentrert løsning av J-aggregatpartiklene, kan lange fibre fremstilles ved levende frø-supramolekylær polymerisasjon. Frank Würthner utførte en lignende frøet supramolekylær polymerisering av perylenbisimid som en monomer. Det er viktig at frøet supramolekylær polymerisering også er anvendelig for å fremstille supramolekylære blokk- kopolymerer .
Monomerer som er i stand til å danne en enkelt, dobbel, trippel eller firdobbelt hydrogenbinding har blitt brukt til å lage supramolekylære polymerer, og økt monomerassosiasjon er åpenbart mulig når monomerene har et maksimalt antall hydrogenbindingsdonor / -acceptorenheter. For eksempel polymeriserer en ureidopyrimidinonbasert monomer med selvkomplementær firdobbelt hydrogenbindende ender i oppløsning, i henhold til konvensjonell polymerteori, og utviser en tydelig viskoelastisk natur ved romtemperatur.
Monomerer med aromatiske enheter, så som bis (merocyanin), oligo ( para- phenylenevinylene) (OPV), perylen bis-imid (PBI), cyanin-fargestoff, corannulene og nano-graphene derivater er blitt anvendt for fremstilling av supramolekylære polymerer. I noen tilfeller hjelper hydrogenbindingssidekjedene festet til den sentrale aromatiske enheten til å holde monomeren fast i den supramolekylære polymeren. Et bemerkelsesverdig system i denne kategorien er en supramolekylær polymer nanorør dannet av den supramolekylære polymeriseringen Hexa- peri - amfifil heksabenzokoronen (HBC). Vanligvis er nanorør morfologisk klassifisert som 1D-objekter, men veggene deres bruker 2D-geometri og krever derfor en annen designstrategi. HBC-amfifiler i polare løsningsmidler monteres solofobisk i en 2D-dobbeltlagsmembran som transformeres til et spiralformet bånd eller nanotubular polymer. Konseptuelt lignende amfifiler basert på et cyaninfargestoff og et sinkklorfargestoff polymeriserer også i vann, noe som resulterer i nanotubulære supramolekylære polymerer.
Forskjellige supramolekylære polymerer kan syntetiseres ved anvendelse av monomerer med komplementære host-host-bindingsenheter, som krone-etere / ammoniumioner, cucurbiturils / viologens , calixarene / viologens, cyklodekstriner / adamantanderivater og pilar derivater. Arene / imidazolium [30-33]. Når monomerene er "heteroditopiske", oppstår supramolekylære kopolymerer , forutsatt at monomerene ikke homopolymeriseres. Akira Harada var en av de første som anerkjente viktigheten av å kombinere polymerer og cyklodextriner. Feihe Huang viste et eksempel på en alternerende supramolekylær kopolymer fra to heteroditopiske monomerer som bærer både kroneter og ammoniumionender. Takeharo Haino demonstrerte et ekstremt eksempel på sekvenskontroll i en supramolekylær kopolymer, der tre heteroditopiske monomerer er ordnet i en ABC-blokk langs kopolymerkjeden. Designstrategien bruker tre forskjellige bindende interaksjoner; sfære (calix [5] arene / C60), donor-akseptor (bisporfyrin / trinitrofluorenon) og Hamilton hydrogenbindingsinteraksjoner er nøkkelen til å oppnå høy ortogonalitet og danner supramolekylær terpolymer ABC.
Den stereokjemiske informasjonen til en chiral monomer kan uttrykkes i en supramolekylær polymer. Heliske supramolekylære polymerer av P- og M-konformasjon er mye observert, spesielt de som består av skiveformede monomerer. Når monomerene er achirale, dannes P- og M-spiralene i like store mengder. Når monomerene er chirale, typisk på grunn av tilstedeværelsen av ett eller flere stereosentrere i sidekjedene, fører det diastereomere forholdet mellom P- og M-spiralene til preferanse for en konformasjon fremfor den andre. Et typisk eksempel er en chiral C 3- symmetriske skiveformede monomer som danner skruelinjeformede supramolekylære polymerer via "flertall regelen". Et lite overskudd av en enantiomer av den chirale monomeren resulterer i en sterk polarisering mot høyre eller venstre spiralformede geometri på nivået med den supramolekylære polymeren. I dette tilfellet kan en karakteristisk ikke-lineær avhengighet av den anisotropiske faktoren, g , av det enantiomere overskuddet av en chiral monomer observeres. Som i det lille molekylets chirale system påvirkes også chiraliteten til en supramolekylær polymer av chirale løsningsmidler. Noen anvendelser som en katalysator for asymmetrisk syntese og sirkulær polarisert luminescens er også observert i chirale supramolekylære polymerer.
En kopolymer er dannet av mer enn en monomer art. Avanserte polymerisasjonsteknikker er etablert for fremstilling av kovalente kopolymerer, men supramolekylære kopolymerer er fortsatt i begynnelsen. I de siste årene har alle sannsynlige kategorier av supramolekylære kopolymerer som tilfeldige, alternerende, blokkerende eller periodiske blitt identifisert.
I løpet av de siste 30 årene har feltet av supramolekylære polymerer vokst til en veldig viktig ny gren av polymervitenskap. Det har tiltrukket seg mange forskningsaktiviteter ved universiteter og industrilaboratorier over hele verden. Nye dynamiske materialer med en rekke avvikende egenskaper blir lagt til innen materialteknikk. Mange applikasjoner innen bærekraft (enkel prosessering og resirkulering), elektronikk og medisin samt kosmetikk har blitt tilgjengelig.
En av de viktigste egenskapene til supramolekylære polymerer er deres reversible interaksjoner i monomernettverket. Når samspillet mellom monomerene er sterkt nok, kan det forventes interessante materialegenskaper. Den termodynamiske stabiliteten til en supramolekylær polymer kan beskrives ved bruk av assosiasjonskonstanten, K ass . Når K ass ≤ 10 4 M -1 , er de polymere aggregatene vanligvis små i størrelse, og når K ass ≥ 10 10 M -1 , oppfører den supramolekylære polymeren seg som kovalente polymerer på grunn av mangel på dynamikk. Det er således et optimalt K esel = 10 4 til 10 10 M -1 må være nådd for å produsere funksjonelle supramolekylære polymerer. Dynamikken og stabiliteten til supramolekylære polymerer påvirkes ofte av påvirkningen av tilsetningsstoffer (f.eks. Ko-oppløsningsmiddel eller kjedestopper). Når et godt løsningsmiddel, f.eks. Kloroform, blir tilsatt en supramolekylær polymer i et dårlig løsningsmiddel, f.eks. Heptan, demonteres polymeren. Imidlertid, i noen tilfeller, bidrar oppløsningsmidlene til stabilisering / destabilisering av den supramolekylære polymeren. For eksempel viser supramolekylær polymerisering av en hydrogenbundet porfyrinbasert monomer i et hydrokarbonoppløsningsmiddel inneholdende en liten mengde av en hydrogenbindingseliminerende alkohol distinkte dannelsesveier, dvs. polymerisering fremmes av både kjøling og oppvarming, og er kjent som "bisignet supramolekylær polymerisering ". I et annet eksempel blir små mengder vannmolekyler oppløst i ikke-polare løsningsmidler, slik som metylcykloheksan, en del av den supramolekylære polymeren ved lavere temperaturer på grunn av den spesifikke hydrogenbindingsinteraksjonen mellom monomeren og vannet.
En av de fascinerende egenskapene til supramolekylære polymerer er deres evne til å helbrede seg selv i tilfelle brudd. En vitrimerbasert supramolekylær gummi , introdusert av Ludwik Leibler, kan bare helbrede seg ved å presse de to ødelagte kantene av materialet sammen. I dette tilfellet oppstår brudd når hydrogenbindingen mellom materialets monomerer brytes; ved å bringe kantene på bruddet nærmere hverandre, kan hydrogenbindingen reformeres og tette gapet. Imponerende påvirker ikke den dynamiske oppførselen til hydrogenbindinger materialets egenskaper. Den høye mekaniske styrken til et materiale og den selvhelbredende evnen er generelt gjensidig utelukkende. Dermed har et glassaktig materiale som kan helbrede seg selv ved romtemperatur, vært en utfordring inntil nylig. Takuzo Aida presenterte et innovativt polymerglass sammensatt av en supramolekylær polymerisert oligomer tioureaeter, som er mekanisk robust ( e = 1,4 GPa), men som kan helbrede seg selv, selv ved romtemperatur, bare ved kompresjon på de ødelagte overflatene. Oppfinnelsen av selvhelbredende polymerglass oppdaterte den forutinntatte ideen om at bare myke gummiagtige materialer kan gro.
En annen strategi bruker en toverdig poly (isobutylen) (PIB) med bifunksjonalisert barbitursyre . Flere hydrogenbindinger eksisterer mellom karbonylgruppen og amidgruppen av barbitursyre, slik at den kan danne et supramolekylært nettverk. I dette tilfellet kan de små kutte PIB-baserte platene komme seg etter mekanisk skade etter flere timers kontakt ved romtemperatur.
Kovalente polymerer som inneholder koordinasjonskomplekser har også blitt studert for å lage selvhelende materialer. Ved å bruke koordinerende interaksjoner mellom katekol og jern-ioner utviklet forskere selvhelbredende supramolekylære polymerer kontrollert av pH . Dannelsen av mono-, bis- og triskatchol-Fe 3+ -komplekser kan manipuleres med pH, hvorav bis- og triskatchol-Fe 3+ -kompleksene har elastiske moduler så vel som selvhelbredende kapasitet. For eksempel kan triscatehchol-Fe 3+ få tilbake sammenheng og form etter å ha blitt revet. Bretting av polyimidkjeder og kjeder som avsluttes av pyrenenheter , gir opphav til supramolekylære nettverk.
Lysladningskonvertering er det innledende trinnet for å realisere kunstige fotosyntese- systemer. Ved å inkorporere elektrondonorer og elektronakseptorer i supramolekylære polymerer, kan en rekke kunstige systemer, inkludert et fotosyntetisk system, konstrueres. På grunn av eksistensen av mer enn en interaksjon (π-π-interaksjon, hydrogenbindingsinteraksjon og andre), kan elektrondonoren og elektronakseptoren holdes sammen i passende nærhet for å tillate tilstander å skille langvarig belastning. Deretter kan et lettladet konverteringssystem med raskere fotoindusert elektronoverføring og høyere elektronoverføringseffektivitet oppnås i disse kunstige polymerene.
Det er ganske vanlig at biomolekyler , slik som DNA , protein og lignende, vises gjennom forskjellige ikke-kovalente interaksjoner i det biologiske systemet . På samme måte monteres supramolekylære polymerer ved en kombinasjon av ikke-kovalente interaksjoner. En slik form for formasjon gir egenskaper til supramolekylære polymerer, fordi de er mer følsomme for ytre stimuli og i stand til å reversere dynamiske endringer i strukturer og funksjoner. Ved å modifisere monomerenhetene til supramolekylære polymerer med vannløselige anheng, bioaktive deler samt biomarkører, kan supramolekylære polymerer oppnå forskjellige typer funksjoner og anvendelser innen det biomedisinske feltet. Samtidig gjør deres reversible og dynamiske natur supramolekylære polymerer biologisk nedbrytbare, og overvinne problemet med vanskelig nedbrytbare kovalente polymerer, og gjør supramolecular polymerer til en lovende plattform for biomedisinske applikasjoner . Å være i stand til å brytes ned i et biologisk miljø reduserer den potensielle toksisiteten til polymerer, og forbedrer derfor biokompatibiliteten til supramolekylære polymerer.
Med den utmerkede arten av biologisk nedbrytning og biokompatibilitet , supramolekylære polymerer som viser et stort potensiale i utvikling av medikamentavgivelse, gen transfeksjon og andre biomedisinske anvendelser.
Legemiddeladministrasjon: Flere cellulære stimuli kan indusere responser i supramolekylære polymerer. De dynamiske molekylære ryggraden i supramolekylære polymerer kan avpolymeriseres ved eksponering for eksterne stimuli slik som pH in vivo . Basert på denne egenskapen er supramolekylære polymerer i stand til å være en medikamentbærer. Bruk av hydrogenbindinger mellom nukleobaser kan indusere deres selvmontering i pH-sensitive sfæriske miceller .
Gentransfeksjon : Effektive, lavtoksiske, ikke-virale kationiske vektorer er sterkt ønsket innen genterapi . På grunn av deres dynamiske og stimuli-følsomme egenskaper, tilbyr supramolecular polymerer en overbevisende plattform for å konstruere vektorer for gentransfeksjon. Ved å kombinere dimerer av ferrocene og β- cyklodextrin ble et supramolekylært polymersystem til egenskapene redoks foreslått som en vektor. I COS-7-celler kan denne supramolekylære polymervektoren frigjøre fanget DNA ved eksponering for hydrogenperoksid og påvirke gentransfeksjon.
Supramolekylære polymerer med spesifikke, retningsbestemte, avstembare og reversible ikke-kovalente interaksjoner forventes å være fordelaktige for biomaterialer så vel som for biomedisinske applikasjoner. For eksempel kan den reversible naturen til supramolekylære polymerer produsere biomaterialer som kan fornemme og svare på fysiologiske signaler, eller som etterligner strukturelle og funksjonelle aspekter av biologisk signalering. På grunnlag av deres dannelsesmekanismer kan supramolekylære biomaterialer i stor grad klassifiseres som:
De rasjonelt utformede supramolekylære polymerene kan samtidig oppfylle kravene til vannkompatibilitet, biologisk nedbrytbarhet, biokompatibilitet, respons på stimuli og andre strenge kriterier. Derfor kan supramolekylære polymerer påføres det biomedisinske feltet som et robust system. I tillegg til de anvendelser som er nevnt ovenfor, og andre viktige fascinerende biomedisinske anvendelser som protein levering, bio avbildning , diagnose og regenerering av vev er også godt utviklet.
Over tid har supramolekylære polymerisasjonsmetoder utvidet seg og utvalget av brukbare monomerer har blitt diversifisert. I tillegg til en mengde molekylære motiver, har biomolekyler som DNA, DNA-nanostrukturer og proteiner samt uorganiske gjenstander som ukonvensjonelle monomerer nylig blitt undersøkt for supramolekylær polymerisering. I alle disse tilfellene er monomerene mye større, vanligvis flere nanometer, og de ikke-kovalente interaksjonene varierer fra hydrogenbinding, vertsgjest og metallkoordinering. Et bemerkelsesverdig eksempel er den multivalente supramolekylære polymeriseringen assistert av Mg 2+ av biomolekylære maskiner som er følsomme for ATP, GroEL-chaperonin, og resulterer i et meget stabilt protein-nanorør. Viktigere er at denne nanorøret viser ATPase-aktivitet og dissosierer i kortkjedede oligomerer når de behandles med ATP på grunn av åpnings- / lukkebevegelsene til de inngående GroEL-enhetene.
Supramolekylære polymerer fremstilt generelt i oppløsning. Imidlertid kan unormale polymere egenskaper forventes når disse polymerene fremstilles uten konvensjonelle organiske eller vandige medier. For eksempel kan flytende krystallmedier påvirke elementære stadier av supramolekylær polymerisasjon som demonstrert av Takashi Kato i 1998, i den supramolekylære tverrbindingspolymerisering av geleringsmidler, som danner en fysisk flytende krystallgel. Når monomerene er utformet for å være meget affinitive til det flytende krystallmediet, forårsaker den supramolekylære polymerisasjonen en faseovergang som øker molekylær organisering, noe som resulterer i flytende krystaller med sylindrisk struktur. Supramolekylære polymerer kan også fremstilles i fast tilstand, for eksempel med en monomer som en telekelisk oligomer festet til en nukleobase, noe som resulterer i dannelse av 1D-fibre ved avkjøling av den smeltede fasen. Som en ny klasse av materialer blir supramolekylære polymerer dannet ved elektroden og ved grensesnittet også tilgjengelig.