Le terme pont salin a deux utilisations distinctes en chimie. L’utilisation originale décrivait une union de gel électriquement conducteur entre deux demi-cellules d’une cellule voltaïque dans le domaine de l’électrochimie. La seconde est l’utilisation d’une molécule externe légèrement polaire pour créer un pont entre les sections d’une macromolécule qui se repousseraient sans l’intervention d’un pont salin. Un nouveau domaine, la chimie supramoléculaire, en développement pratique depuis environ 1960, tire parti des ponts salins pour créer des structures très détaillées.
Dans une cellule voltaïque, également appelée cellule galvanique, une réaction électrochimique a lieu dans deux emplacements physiques distincts appelés demi-cellules. La moitié d’une réaction d’oxydoréduction (redox) se produit dans chaque demi-cellule. Alessandro Volta a démontré le principe de base en empilant des disques de zinc et d’argent, séparés par des disques de papier saturés d’eau salée, le pont, vers 1800. En empilant plusieurs de ces ensembles de disques zinc-pont-argent, il a pu détecter un choc électrique quand il a touché les deux extrémités simultanément.
Une véritable cellule de batterie a été construite en 1836 par John Frederick Daniell, qui utilisait du zinc et du cuivre. Une bande de chaque métal a été plongée dans une solution de son propre ion métallique. Les deux bandes étaient reliées par un fil et les deux solutions par un tube céramique poreux rempli d’eau salée, le pont salin.
Si un pont salin n’est pas utilisé dans une cellule de batterie, la réaction se produit directement et le flux d’électrons ne peut pas être dirigé à travers le fil. Le pont salin ne conduit que la charge sur l’ion via ses ions sels. Aucun ion de la réaction redox ne traverse le pont.
La chimie supramoléculaire offre une approche innovante dans le domaine des nanotechnologies. Les structures à l’échelle nanométrique, de 1 à 100 nanomètres (0.00000004 à 0.0000004 pouces), sont généralement fabriquées en réduisant des structures plus grandes à l’aide d’un bombardement électronique ou d’autres techniques. La chimie supramoléculaire tente de créer des structures en imitant le mode d’auto-assemblage de la nature. L’auto-assemblage se produit lorsqu’une macromolécule se construit en ajoutant des composants de base dans une procédure par étapes. Il gagne de nouvelles unités, ce qui à son tour fait que la molécule se plie et se plie de manière à attirer et à lier le composant suivant, obtenant enfin une structure tridimensionnelle précise.
L’acide désoxyribonucléique (ADN) est auto-assemblé dans la cellule par un processus de repliement et de repliement. Au fur et à mesure que chaque pli est formé, de nouveaux groupes fonctionnels, des groupes latéraux d’atomes plus réactifs, sont placés dans une position d’attraction ou de répulsion. Au fur et à mesure que les molécules se déplacent pour permettre aux groupes fonctionnels de se rapprocher ou de s’éloigner, un pli se forme. La liaison hydrogène, une faible intermoléculaire ou, dans le cas des macromolécules, une faible attraction intramoléculaire entre des groupes hydroxyle légèrement négatifs et des groupes protons légèrement positifs dirige le processus de repliement.
Parfois, un pli ou un coude doit se produire dans une macromolécule naturelle ou synthétique à un endroit où existent des forces répulsives légères. Une deuxième petite molécule, appelée pont salin, peut s’aligner au bon endroit, où elle peut ponter les forces opposées. Au lieu de pousser le pli ouvert, comme le fait la section sans pont, le pont salin resserre l’espace et resserre la macromolécule. Le choix du pont salin est très exigeant ; un ajustement exact est requis physiquement et dans la répartition des charges. Les chimistes supramoléculaires étudient les macromolécules naturelles pour comprendre et utiliser les ponts salins dans la construction de nanostructures utiles.