Супрамолекулярные гели: панорама низкомолекулярных гелеобразователей — от древности до технологий следующего поколения

Супрамолекулярные гели, самособирающиеся из низкомолекулярных гелеобразователей, имеют долгую историю и большие перспективы. В этом обзоре представлены такие материалы — от их применения в качестве смазочных материалов и средств личного ухода в древности до использования в технологиях следующего поколения. В научной литературе коллоидологи XIX и начала XX века впервые описали физическое формирование таких гелей за счет слабых взаимодействий: они сочетают твердоподобную сеть с определенной степенью кристаллической упорядоченности и высокоподвижную жидкоподобную фазу. В XX веке специалисты промышленности начали применять эти материалы в новых областях полимерной, нефтяной и пищевой промышленности. С появлением в конце XX века супрамолекулярной химии, сосредоточенной на нековалентных взаимодействиях и управляемой самосборке, возможности этих материалов существенно расширились за пределы традиционных реологических применений. Преобразующим фактором стали возможность изменять химическую структуру низкомолекулярных гелеобразователей, управлять иерархической сборкой, создавать многокомпонентные системы и придавать гелям новые свойства отклика и взаимодействия. По мере углубления понимания динамики этих материалов стало возможным создавать метастабильные гели и системы, временно поддерживаемые химическим топливом. Новые методы формования гелей и создания в них заданных структур открывают уникальные возможности для более сложных применений. Достижения в области супрамолекулярной химии все чаще становятся основой и источником новых идей для технологий следующего поколения — от доставки лекарств и регенеративной медицины до восстановления загрязненной среды и устойчивой энергетики. В заключение в статье представлен обзор области супрамолекулярных гелей и показано, как ученые из академической и промышленной сфер развивают прежние подходы, опираются на новые фундаментальные знания и инновационные концепции, открывая перспективы дальнейшего применения этих материалов.