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O LQSN-USP é um laboratório tradicionalmente voltado ao estudo de compostos formados por íons de metais de transição (Química de Coordenação) e de sistemas modelo de biomoléculas (Bioinorgânica). Isso possibilitou o avanço, em meados da década de 80, para o estudo de sistemas mais complexos, obtidos pela ligação de duas ou mais subunidades ( grupos terminais e multi-ponte ). Desta forma, foram iniciados em 1985 os estudos voltados para a Química Supramolecular com o estudos de espécies polimetaladas obtidas por meio da coordenação de grupos [Ru(NH3)5]2+ e [Fe(CN)5]3– ao complexo [Ru(bpz)3]2+, onde bpz = 2,2’-bipirazina. Essa estratégia inovadora se baseia na química de coordenação para a formação de moléculas mais complexas, utilizando grupos terminais como [Ru(NH3)5]2+, [Fe(CN)5]3–, [Ru(bipy)2Cl]+, cluster de rutênio como [µ3-O-Ru(CH3CO2–)6(py)2], [Ru(edta)]– e [Ru(phen)2Cl]+, e grupos multi-ponte como M(TPyP), M(TPyPz), [µ3-O-Ru(CH3CO2–)6(pz)3] e diiminas de ferro piridil-substituídas. Várias supermoléculas foram obtidas pela coordenação dos complexos terminais aos complexos multi-pontes e suas propriedades espectroscópicas, eletroquímicas, fotoquímicas, fotoeletroquímicas, catalíticas e eletrocatalíticas estudadas. Essa linha de pesquisa ganhou impulso principalmente com o desenvolvimento da química supramolecular envolvendo clusters, complexos de rutênio polipiridinas e piridilporfirinas e porfirazinas.

Importância dos estudos?
A ligação de duas ou mais espécies formando supermoléculas promove a interação das subunidades, que pode resultar em efeitos eletrônicos, sinergísticos ou cooperativos que levam a melhora de uma dada propriedade ou ao aparecimento de novas propriedades. Essa afirmação é particularmente verdadeira no caso dos compostos metal-orgânicos pois os sítios metálicos apresentam propriedades de ligação, catalíticas, eletrocatalíticas, redox, fotoquímicas e fotofísicas fortemente dependentes do tipo de ligantes coordenados, sua estrutura e estado de oxidação. Desta forma as propriedades de um sítio ativo podem ser moduladas variando-se os grupo periféricos e seu estado de oxidação. Além disso, os complexos periféricos podem atuar como reservatórios de equivalentes redox, transportadores de elétrons ou grupos antena que captam luz e transferem a energia ou elétrons para outros sítios, mimetizando o sistema fotossintético natural. Logo, os compostos metal-orgânicos podem atuar como cofatores programáveis que podem ser utilizados para a geração de sistemas integrados funcionais. Assim, complexos transportadores de elétrons tem sido utilizados na modificação de metaloporfirinas, de modo a conferir propriedades redox multieletrônicas às supermoléculas, e complexos captadores de luz vem sendo incorporados para gerar espécies fotoativas, ampliando o espectro de atuação do sistema, como um todo. Novos grupos terminais e multi-ponte estão sendo estudados para ampliar as possibilidades de formação de novas supermoléculas e modulação de suas propriedades. As espécies supramoleculares assim geradas são posteriormetne utilizadas no desenvolvimento e estudo de nanomateriais e interfaces, na forma de filmes eletroquimicamente ativos, condutores eletrônicos ou fotônicos, ou eletrocataliticamente ativos, que poderão ser finalmente utilizados na montagem de dispositivos moleculares, principalmente sensores.