A estratégia adotada pelo Grupo baseia-se na associação de espécies moleculares formando entidades organizadas ou supramoleculares, que podem apresentar propriedades distintas daquelas dos seus componentes. A exploração dessas propriedades tem sido responsável pelo enorme progresso registrado nessa área, desde os trabalhos pioneiros de J. M. Lehn (Prêmio Nobel, 1987).Tais esforços tem impulsionado o desenvolvimento de aplicações de grande interesse tecnológico, como por exemplo de biossensores ou sensores químicos específicos, baseados no reconhecimento molecular e nas propriedades eletroquímicas, eletrocatalíticas, fotofísicas ou espectroscópicas das subunidades. Outro campo de destaque é o da eletrônica molecular. Na abordagem dos sistemas supramoleculares deve ser lembrado que as propriedades e aplicações das supermoléculas são decorrentes, dentre outros fatores, da natureza das espécies associadas, do tipo de interação e da disposição das mesmas na estrutura molecular tridimensionalmente organizada.  Atualmente, os sistemas moleculares vem sendo concebidos não apenas como eventuais substitutos em escala nanométrica dos dispositivos microeletrônicos atuais, mas como elementos genuínos de novos dispositivos, principalmente opto-eletrônicos, capazes de armazenar ou processar informações. Além disso, uma diversidade de dispositivos fotofísicos e fotoquímicos tem sido proposta no campo da fotoquímica supramolecular, abrindo as fronteiras da nanotecnologia molecular. Entretanto,para que as propriedades características das supermoléculas possam ser exploradas na eletrônica molecular e na nanotecnologia, é necessário desenvolver interfaces que permitam a comunicação entre as moléculas e os dispositivos eletrônicos. Esse aspecto é de vital importância pois os sinais ao nível químico produzidos pelos sistemas moleculares em resposta a um estímulo ou substrato específico,  deverão ser captados e transportados por componentes eletrônicos não muito diferentes dos convencionais, já que os dispositivos são sempre  dimensionados numa escala macroscópica, por razões de ordem prática. Por outro lado, a busca da sinalização ao nível molecular,é o objetivo central associado à semioquimica ou sensoriamento químico. Trata-se de um campo aberto para o desenvolvimento de aplicaçõespara as supermoléculas e sistemas supramoleculares.  As estratégias usadas atualmente no interfaciamento molecular se baseiam na ligação de moléculas ativas sobre superfícies, de modo a formar monocamadas ou filmes moleculares. Filmes constituídos por múltiplas camadas são geralmente utilizados por serem mais robustos. Esse processo de imobilização pode ser realizado por meio da simples adsorção das moléculas numa superfície ou funcionalização da superfície com grupos receptores. Outras estratégias bastante atraentes são a formação de filmes poliméricos ativos ou imobilização das espécies ativas em polímeros e filmes condutores por meio de processos de intercalação, encapsulamento e/ou interação eletrostática.

Nosso interesse pela Química de Supermoléculas e a Nanotecnologia Molecular não constitui um fato recente, sendo decorrente dos trabalhos com transferência de elétrons, compostos macrocíclicos, modelos bioinorgânicos e sistemas de valência mista, realizados pelo grupo nos anos 70 e 80.  A idéia do acoplamento de centros metálicos e desenvolvimento de sistemas organizados foi concretizada em 1986, com um trabalho sobre a hexametalação do complexo tris(bipirazina)rutênio(II), [Ru(bpz)₃]²⁺.Esse complexo apresenta atividade fotoquímica e fotofísica semelhante à do análogo com bipiridina, [Ru(bipy) ₃]²⁺,porém permite a coordenação de até seis unidades metálicas por meio dos átomos de nitrogênio disponíveis no ligante bipirazina.  As supermoléculas formadas com cianoferratos,[Ru(bpz)₃{Fe(CN)₅} _n]^3n-2  foram imobilizadas em eletrodos sob a forma de filmes de azul da Prússia,e estes apresentaram propriedades fotoeletroquímicas.  Posteriormente, o sucesso obtido na polimetalação da[Ru(bpz)₃]²⁺com íons pentacianoferrato(II) e pentaaminrutênio(II) motivou a busca de novos sistemas polimetálicos, com propriedades químicas ou físicas relevantes. Os trabalhos de polimetalação da meso-tetra(4-piridil)porfirina (4-TPyP) com pentaaminas de rutênio e rutênio-edta foram realizados  em nosso grupo em 1987, e mais tarde amplamente explorados por Anson (Caltech), conduzindo a resultados surpreendentes na área de eletrocatálise multieletrônica.   Nossa abordagem, em especial, tem procurado explorar o potencial inesgotável dos compostos metal-orgânicos na construção de sistemas supramoleculares. A utilização de unidades metalo-orgânicas na Química Supramolecular, tem seu lado  atraente  por permitir o planejamento de supermoléculas com base em princípios elementares da química de coordenação, e no aproveitamento adequado das características eletrônicas e estéricas dos íons metálicos e dos ligantes.  Outra vantagem éque a formação das supermoléculas por interação direta entre os componentes pode seguir um processo de auto-montagem (self-assembly),como num processo direto de coordenação metal-ligante. Essa abordagem amplia consideravelmente o espectro de utilização e de interesse dos sistemas,  visto que os íons metálicos constituem centros de reatividade substitucional, redox ou fotoquímica.Além disso, quando colocados em ambientes apropriados, proporcionam ampla atividade catalítica já bem conhecida nas metaloenzimas e nos catalisadores industriais.   Na construção de sistemas supramoleculares baseados em compostos de coordenação, o acoplamento inter-unidades pode ser efetuado por meio de ligantes ou complexos ponte. Os sistemas que estamos estudando fazem uso de  complexos multiponte, capazes de formar ligações mono, bi ou tri-dimensionais. Sistemas lineares podem ser desenvolvidos com complexos com dois ligantes ponte, geralmente em trans-, utilizando unidades macrocíclicas ou complexos octaédricos trans-substituídos. Sistemas bidimensionais são obtidos pela polimetalação de estruturas planares com propriedades multi-ponte, como as meso-tetrapiridilporfirinas e  os clusters trigonais de acetato de rutênio.  Sistemas tridimensionais podem ser obtidos pela polimetalação de complexos como o[Ru(bipy)₃]²⁺  e  sistemas poliimínicos substituídos com grupos coordenantes.   Apesar de em alguns casos, a polimetalação se processar sem complicações, como em uma auto-montagem,  na maioria das vezes a construção de supermoléculas com unidades metálicas não é simples.  O desafio começa com a síntese das  unidades de ponte em escala preparativa. Nesse ponto são necessários conhecimentos específicos da química sintética de porfirinas, clusters, complexos macrocíclicos e de metais de transição, em geral. A etapa seguinte, de polimetalação, exige o controle do processo de ligação das unidades de ponte com as unidades denominadas periféricas. Essas unidades, proporcionam sítios que irão interagir entresi ou com a unidade central, promovendo modificações no comportamento global, ou seja, a nível supramolecular.  Nesse ponto, o estabelecimento das condições experimentais, e a devida consideração para aspectos tais como  solubilidade e grau de labilidade dos reagentes constituem fatores essenciais no sucesso da reação de polimetalação.