化学では、塩橋とは何ですか？

塩橋という用語には、化学における2つの明確な用途があります。 最初の使用では、電気化学の分野で、ボルタ電池の2つの半電池の間の導電性ゲル結合が説明されていました。 2つ目は、外部のわずかに極性のある分子を使用して、塩橋を介さずに互いに反発する高分子のセクション間にブリッジを作成することです。 1960年頃から実用化されている新しい分野である超分子化学は、塩橋を利用して非常に詳細な構造を作成します。

ガルバニックセルとも呼ばれるボルタセルでは、ハーフセルと呼ばれる2つの別々の物理的な場所で電気化学反応が起こります。 酸化還元（レドックス）反応の半分は、各ハーフセルで発生します。 アレッサンドロ・ヴォルタは、塩水で満たされた紙製ディスク、ブリッジで分離された亜鉛と銀のディスクを約1800年に積み重ねることにより、基本原理を実証しました。彼が両端に同時に触れたとき。

真のバッテリーセルは、亜鉛と銅を使用したジョンフレデリックダニエルによって1836年に建設されました。 各金属のストリップを、それ自体の金属イオンの溶液に浸しました。 2つのストリップはワイヤで接続され、2つの溶液は塩水で満たされた多孔質セラミックチューブ、塩橋で接続されました。

バッテリーブリッジにソルトブリッジが使用されていない場合、反応は直接発生し、電子の流れはワイヤを通過できません。 塩橋は、塩イオンを介してイオンの電荷のみを伝導します。 酸化還元反応からのイオンはブリッジを通過しません。

超分子化学は、ナノテクノロジーの分野への革新的なアプローチを提供します。 1〜100ナノメートル（0.00000004〜0.0000004インチ）のナノスケール構造は、通常、電子衝撃またはその他の手法を使用して、より大きな構造を削ることによって製造されます。 超分子化学は、自然の自己集合の方法を模倣して構造を作成しようとします。 自己組織化は、段階的な手順で基本的なコンポーネントを追加することにより、高分子がそれ自体を構築するときに発生します。 それは新しい単位を獲得し、次の成分を引き付けて結合するように分子を折り曲げて曲げ、最終的に正確な三次元構造を達成します。

デオキシリボ核酸（DNA）は、折り畳みおよび再折り畳みプロセスによって細胞内で自己組織化されます。 それぞれの折り畳みが作成されると、新しい官能基、より反応性の高い原子の側基が、引き付けまたは反発の位置に配置されます。 分子が移動して官能基を近づけたり遠ざけたりできるようになると、折り畳まれます。 水素結合、弱い分子間、または高分子の場合、わずかに負のヒドロキシル基とわずかに正のプロトン基の間の弱い分子内引力が、折り畳みプロセスを指示します。

時々、自然なまたは合成高分子のいずれかで、軽い反発力が存在する場所で折り目または曲がりが発生する必要があります。 塩橋と呼ばれる2番目の小分子は、正しい場所に整列し、反対の力を橋渡しします。 ブリッジされていない部分のように折り目を開くのではなく、塩のブリッジがギャップを引き締めて高分子を締め付けます。 塩橋の選択は非常に厳しいものです。 物理的に正確にフィットすることが必要です。 超分子化学者は、天然高分子を研究して、有用なナノ構造の構築に塩橋を理解して使用します。