Resum
     
     La present tesi s’ha desenvolupat en la frontera de diferents disciplines tals com la Química de Coordinació, la Química Supramolecular i la Ciència de Materials per poder arribar a l'objectiu de la qual que ha consistit en el disseny i construcció de portes moleculars, entenent estes com mecanismes bàsics que pogueren modular l’accés a determinat llocs i el seu estat (obert o tancat) poguera ser controlat a voluntat per certs estímuls externs tals com estímuls iònics, electroquímics, fotoquímics, etc.
     En concret es plantejà la Tesi Doctoral amb la idea de desenvolupar portes moleculars basades en sistemes híbrids orgànic-inorgànics. Per això, s’ha treballat amb sòlids mesoporosos de la família MCM-41 i UVM-7 que estan formats de cavitats preorganitzades de forma que el sistema de pors no és només homogeni en tamany sinó també en forma i periodicitat. A més, al posseir elevada superfície específica (interna i externa) han resultat suports idonis per l'obtenció de sistemes altament funcionalitzats. 
     En primer lloc, s’ha dut a terme el desenvolupament i estudi d’una porta molecular controlada iònicament. El mecanisme obert-tancat està idealment relacionat amb la interacció per enllaços de hidrogen entre amines (porta oberta) i la repulsió entre grups amoni (porta tancada). Quant les amines ancorades a la superfície externa del por nanoscòpic estan protonades adopten una conformació rígida (degut a la repulsió entre els grups amoni carregats positivament) que les espenten cap a la obertura del por. Un dels aspectes clau en relació amb el desenvolupament de portes moleculars, ha sigut provar que la funció de “obertura i tancament” pot ser controlada a voluntat mitjançant estímuls externs. En este sentit, s’han utilitzat dos aproximacions diferents per provar el funcionament de la porta: a) detectar l’entrada (controlada mitjançant estímuls externs) d'espècies en dissolució cap als nanopors i b) estudiar la alliberament de molècules emmagatzenades als nanopors cap a la dissolució.
     La primera aproximació, que és més complexa de controlar, s’ha realitzat mitjançant reaccions acoblades que donaren una senyal fàcilment observable, com el canvi de color, i que només puga ocórrer si l’espècie estudiada entra a l’interior dels pors nanomètrics.
     En segon lloc es realitzà un estudi complet del comportament de portes nanoscòpiques de base molecular controlades mitjançant la presència de certs anions i canvis de pH. Les portes moleculars han sigut obtingudes mitjançant l’ancorament de poliamines a la superfície externa dels materials mesoporosos tipus MCM-41. L'estudi del control de l'obertura i tancament de la porta s'ha dut a través del seguiment del alliberament del colorant [Ru(bipi)3]2+ que havia sigut prèviament introduït a l’interior dels pors. S’ha assajat l’alliberament a diferents pHs i amb diversos anions tals com clorur, sulfat, fosfat i ATP, observant-se canvis significatius en el procés d’alliberament tant al modificar el pH com, fixant el pH, al variar l'anió present en la dissolució. S’han realitzat també simulacions de dinàmica molecular com aproximació a la comprensió del mecanisme d’obertura i tancament de les portes, així com un estudi de les cinètiques d’alliberament mitjançant el seu ajust matemàtic.
     A més, s’ha aplicat el concepte de portes moleculars nanoscòpiques com una nova aproximació al disseny de processos de reconeixement òptics en dissolució aquosa. La idea implica processos de coordinació selectiva acoblats a un control del transport de massa (colorant). El material dissenyat implica l’utilització de sòlids organitzats tridimensionalment a nivell nanoscòpic (sòlids mesoporosos) que han sigut funcionalitzats en la superfície exterior amb certs grups coordinants (per exemple amines) i els pors dels quals han sigut carregats amb un colorant adequat. En absència de les espècies a detectar aquest material té la seua “porta” oberta i es produeix la alliberament de colorant dels pors a la dissolució. No obstant, la presència de l'espècie a detectar produeix el “tancat” de la porta a través de processos de complexació amb els grups orgànics que formen la porta, inhibint l'alliberament del colorant. Per tant, per mitjà de l'adequat disseny dels “grups porta” és possible obtindre dispositius de reconeixement específic a través de la inhibició de l'alliberament del colorant. En este treball s'ha comprovat el funcionament d'esta aproximació utilitzant un sòlid funcionalitzat en l'exterior amb poliamines per al reconeixement cromogènic específic de l'anió ATP.
     Finalment, també s'ha dissenyat un material que presenta doble funcionalitat: la detecció i l'adsorció simultanieges de mercuri(II) en dissolucions aquoses. El sòlid mesoporós es funcionalitzà amb grups tiol que posteriorment es van fer reaccionar amb l'escuaridina resultant la formació d'un derivat 2,4-bis(4-dialquilaminofenil)-3-hidroxi-4-alquilsulfanilciclobut-2-enona (PAS) ancorat al suport silícic inorgànic. Quan l'espècie a detectar, el catió Hg2+, està present en la dissolució té lloc la reacció entre el catió i el fragment PAS ancorat en el sòlid resultant 'alliberament del colorant escuaridina a la dissolució que adquireix el color blau intens del colorant i una elevada fluorescència. Este procés permet que la capacitat d'extraure mercuri, es complemente amb la detecció a “simple vista” del mercuri present en la dissolució.