Hvad er en salt bro i kemi?
Udtrykket saltbro har to forskellige anvendelser inden for kemi. Den oprindelige anvendelse beskrev en elektrisk ledende gelforbindelse mellem to halvceller af en voltaic celle inden for elektrokemi. Det andet er brugen af et eksternt, let polært molekyle til at skabe en bro mellem sektioner af et makromolekyle, der ville afvise hinanden uden indgreb fra en saltbro. Et nyt felt, supramolekylær kemi, i praktisk udvikling siden omkring 1960, drager fordel af saltbroer til at skabe meget detaljerede strukturer.
I en voltaisk celle, også kaldet en galvanisk celle, finder en elektrokemisk reaktion sted på to separate fysiske steder kaldet halvceller. Halvdelen af en oxidationsreduktionsreaktion (redox) forekommer i hver halvcelle. Alessandro Volta demonstrerede det grundlæggende princip ved at stable zink og sølvskiver, adskilt af papirskiver mættet i saltvand, broen, i omkring 1800. Ved at stable flere af disse zinkbro-sølv disksæt, var han i stand til at opdage et elektrisk stød da han rørte ved begge ender samtidigt.
En ægte battericelle blev konstrueret i 1836 af John Frederick Daniell, der brugte zink og kobber. En strimmel af hvert metal blev dyppet i en opløsning af sin egen metalion. De to strimler blev forbundet med wire og de to opløsninger med et porøst keramisk rør fyldt med saltvand, saltbroen.
Hvis der ikke anvendes en saltbro i en battericelle, sker reaktionen direkte, og elektronstrømmen kan ikke ledes gennem ledningen. Saltbroen leder kun ladningen på ion via dens saltioner. Ingen ioner fra redoxreaktionen kører gennem broen.
Supramolecular kemi giver en innovativ tilgang til området nanoteknologi. Nanoskala-strukturer, fra 1 til 100 nanometer (0,00000004 til 0,0000,004 tommer), er typisk fremstillet ved at nedbryde større strukturer ved anvendelse af elektronbombardement eller andre teknikker. Supramolekylær kemi forsøger at skabe strukturer ved at efterligne naturens måde at samles sammen på. Selvmontering sker, når en makromolekyle bygger sig selv ved at tilføje basiske komponenter i en trinvis procedure. Det får nye enheder, som igen får molekylet til at folde og bøje på en måde for at tiltrække og binde den næste komponent, til sidst opnå en nøjagtig tredimensionel struktur.
Deoxyribonukleinsyre (DNA) samles selv i cellen ved hjælp af en sammenfoldelig og foldbar proces. Når hver fold udføres, sættes nye funktionelle grupper, sidegrupper med mere reaktive atomer, i en position af tiltrækning eller frastødelse. Når molekylerne bevæger sig for at lade de funktionelle grupper være tættere eller længere fra hinanden, laves en fold. Hydrogenbinding, en svag intermolekylær eller, i tilfælde af makromolekyler, en svag intramolekylær tiltrækning mellem let negative hydroxylgrupper og let positive protongrupper styrer foldeprocessen.
Til tider skal en fold eller bøjning forekomme i enten en naturlig eller syntetisk makromolekyle på et sted, hvor der findes milde frastødende kræfter. Et andet lille molekyle, kaldet en saltbro, kan muligvis justere sig på det rigtige sted, hvor det kan bygge bro mod de modsatte kræfter. I stedet for at skubbe folden op, som det uhæmmede afsnit gør, strammer saltbroen mellemrummet og spidserne i makromolekylet. Valget af saltbroen er meget krævende; en nøjagtig pasform kræves fysisk og i ladefordeling. Supramolekylære kemikere studerer naturlige makromolekyler for at forstå og bruge saltbroer i konstruktionen af nyttige nanostrukturer.