Il termine ponte salino ha due usi distinti in chimica. L’uso originale descriveva un’unione di gel elettricamente conduttiva tra due semicelle di una cella voltaica nel campo dell’elettrochimica. Il secondo è l’uso di una molecola esterna leggermente polare per creare un ponte tra le sezioni di una macromolecola che si respingono senza l’intervento di un ponte salino. Un nuovo campo, la chimica supramolecolare, in sviluppo pratico dal 1960 circa, sfrutta i ponti salini per creare strutture altamente dettagliate.
In una cella voltaica, detta anche cella galvanica, avviene una reazione elettrochimica in due luoghi fisici separati chiamati semicelle. La metà di una reazione di ossidoriduzione (redox) avviene in ciascuna semicella. Alessandro Volta dimostrò il principio di base impilando dischi di zinco e argento, separati da dischi di carta saturati in acqua salata, il ponte, nel 1800 circa. Impilando molti di questi set di dischi zinco-ponte-argento, fu in grado di rilevare una scossa elettrica quando ha toccato entrambe le estremità contemporaneamente.
Una vera cella di batteria fu costruita nel 1836 da John Frederick Daniell, che usava zinco e rame. Una striscia di ciascun metallo è stata immersa in una soluzione del proprio ione metallico. Le due strisce erano collegate tramite filo e le due soluzioni da un tubo di ceramica poroso riempito con acqua salata, il ponte salino.
Se non viene impiegato un ponte salino in una cella di batteria, la reazione avviene direttamente e il flusso di elettroni non può essere diretto attraverso il filo. Il ponte di sale conduce solo la carica sullo ione tramite i suoi ioni di sale. Nessun ione dalla reazione redox viaggia attraverso il ponte.
La chimica supramolecolare fornisce un approccio innovativo al campo delle nanotecnologie. Le strutture in nanoscala, da 1 a 100 nanometri (da 0.00000004 a 0.0000004 pollici), sono tipicamente fabbricate riducendo strutture più grandi usando il bombardamento di elettroni o altre tecniche. La chimica supramolecolare tenta di creare strutture imitando il modo in cui la natura si autoassembla. L’autoassemblaggio si verifica quando una macromolecola si costruisce aggiungendo componenti di base in una procedura graduale. Acquisisce nuove unità, che a loro volta fanno piegare e piegare la molecola in modo da attrarre e legare il componente successivo, ottenendo infine una struttura tridimensionale precisa.
L’acido desossiribonucleico (DNA) è autoassemblato nella cellula mediante un processo di piegatura e ripiegamento. Man mano che ogni piega viene realizzata, nuovi gruppi funzionali, gruppi laterali di atomi più reattivi, vengono messi in una posizione di attrazione o repulsione. Quando le molecole si muovono per consentire ai gruppi funzionali di essere più vicini o più lontani, viene creata una piega. Il legame idrogeno, un debole intermolecolare o, nel caso delle macromolecole, una debole attrazione intramolecolare tra gruppi idrossilici leggermente negativi e gruppi protonici leggermente positivi dirige il processo di ripiegamento.
A volte, una piega o piegatura deve verificarsi in una macromolecola naturale o sintetica in un luogo in cui esistono lievi forze repulsive. Una seconda piccola molecola, chiamata ponte salino, può allinearsi nel punto corretto, dove può colmare le forze opposte. Invece di spingere la piega aperta, come fa la sezione non ponticellata, il ponte di sale stringe il divario e stringe la macromolecola. La selezione del ponte di sale è molto impegnativa; è richiesta una misura esatta fisicamente e nella distribuzione responsabile. I chimici supramolecolari studiano le macromolecole naturali per comprendere e utilizzare i ponti salini nella costruzione di nanostrutture utili.