Desde el comienzo de su modernización a finales del siglo XVIII, la Química se ha desarrollado continua y rápidamente a través de la teoría atómico-molecular; sin embargo, esta química del enlace covalente ha sido explotada hasta sus límites conceptuales, de forma que incluso el mejor químico sintético de hoy día no puede fabricar sistemas moleculares complicados usando sólo el repertorio de herramientas disponibles para crear enlaces covalentes. Puesto que el siguiente paso al aumentar el nivel de complejidad hacia los sistemas polimoleculares organizados presentes en los sistemas vivos se encuentra unido a las interacciones no covalentes, es el momento de que los químicos miren más allá de la síntesis clásica hacia la Química Supramolecular, una rama relativamente joven de la ciencia que se preocupa del estudio de las características básicas de estas interacciones no covalentes.
          En los últimos 25 años, una enorme parte de la investigación química se ha detenido en el campo de los dispositivos moleculares fotoactivos, observando que los resultados que pueden ser obtenidos de la interacción de la luz con la materia dependen del grado de organización de la misma; en este sentido, las entidades supramoleculares que contienen este tipo de componentes pueden desarrollar propiedades nuevas moduladas por la disposición de sus unidades constitutivas, dando lugar a procesos fotoquímicos distintivos de estas especies. A través de esta ruta es posible disponer componentes moleculares prefabricados que lleven a cabo una determinada propiedad relacionada con la luz, siendo posible diseñar sistemas organizados y funcionalmente integrados capaces de elaborar la señal proporcionada por los fotones para desarrollar funciones complejas.
          La familia de hospedadores sintéticos denominados Cucurbit[n]uriles (CB[n]), denominados así por la forma de calabaza de estas cápsulas orgánicas en las que el diámetro central de la misma es mayor que los portales flanqueados por grupos carbonilo urea, tiene un conjunto de propiedades que sugieren su alto potencial en Nanotecnología como componentes de máquinas moleculares, siendo la principal razón su habilidad de encapsular moléculas reversiblemente manipulando las condiciones experimentales para alterar sus propiedades, lo cual hace que estén posicionados para competir con la familia de ciclodextrinas (CDs) como plataforma de elección en aplicaciones de escala industrial.
          Basados en estos principios, la presente memoria establece las diferencias en los procesos de complejación en el caso de los cucurbit[n]uriles y las ciclodextrinas con diferentes colorantes tricíclicos utilizados como modelos de moléculas fotoactivas, para lo cual se han comparado las propiedades ácido-base de los colorantes tricíclicos libres y complejados con CB[n] y las constantes de unión de dichos colorantes tanto en estado electrónico fundamental como excitado singlete; además se describen los efectos fotofísicos y fotoquímicos de tales procesos de complejación mediante parámetros como los rendimientos cuánticos de fluorescencia o los tiempos de vida media de los estados excitados singlete, los cuales se han utilizado para preparar una librería de sistemas supramoleculares capaz de responder como doble sistema sensor colorimétrico-fluorimétrico en la detección de varias familias de compuestos orgánicos con grupos funcionales diferentes, explotándola principalmente en la diferenciación de aminas y sales de amonio con número de sustituyentes y átomos de carbono diferentes, tanto alifáticas como aromáticas.
          Por otro lado, este texto describe el mecanismo de interacción de los diferentes CB[n] con el catión 2,4,6-trifenilpirilio como modelo de molécula fotoactiva con propiedades fotosensibilizadoras y fotocatalíticas, definiendo los cambios fotoquímicos y fotofísicos asociados a la incorporación del catión orgánico en estas cápsula orgánicas utilizados para medir los valores de las constantes de complejación del catión trifenilpirilio en estado electrónico fundamental y excitado. Mediante la realización de cálculos teóricos se han apoyado los resultados obtenidos experimentalmente al analizar la estructura cristalina de los complejos preparados, y a través de la descripción de las propiedades fotofísicas y los procesos de transferencia electrónica fotoinducida de los estados excitados triplete de los distintos complejos se han preparado celdas electroluminiscentes.
          Por último, el trabajo aquí recogido incluye el proceso de incorporación de nanopartículas de oro en el interior de la cápsula orgánica de CB[7] como medio para estabilizarlas frente a la agregación, comprobando que las nanopartículas metálicas se encuentran ocluidas en la cavidad mediante Microscopía Analítica y Espectroscopía de Aniquilación de Positrones. Estos estudios han permitido igualmente conocer las restricciones estéricas que imponen estas estructuras macrocíclicas a diferentes sustancias que interaccionan con la superficie de las nanopartículas de oro. Finalmente se han obtenido por primera vez los espectros de las especies transitorias debidas a las nanopartículas de oro tras la absorción de luz en la banda de plasmón característica de este tipo de materiales, lo cual abre el camino en la búsqueda de las propiedades fotocatalíticas que pueden presentar las nanopartículas de oro encapsuladas en el interior de los CB[n].