El desarrollo que ha experimentado la Química Supramolecular en el campo del reconocimiento ha permitido a los investigadores, dar un paso adelante en el diseño y la síntesis de arquitecturas supramoleculares bien definidas, con un tamaño nanométrico a partir de la autoorganización de los receptores. En este sentido, el descubrimiento de nuevos materiales, procesos y el desarrollo de nuevas técnicas experimentales ha permitido el desarrollo de nuevos nanosistemas con aplicaciones muy innovativas en comparación con las especies por separado. Entre los posibles materiales que se pueden emplear, las nanopartículas presentan un gran interés debido a sus propiedades ópticas, magnéticas, electrónicas, etc., derivadas de su composición química y de sus dimensiones nanométricas. El efecto sinérgico logrado por la organización de las moléculas orgánicas en la superficie de las nanopartículas es el punto clave para la obtención de una mayor sensibilidad y selectividad del proceso de reconocimiento molecular. A lo largo de esta tesis se ha pretendido mostrar la importancia que tienen las interacciones supramoleculares en el reconocimiento de sustratos de diferente naturaleza. Además, y avanzando en el diseño de estructuras cada vez más organizadas y eficaces, se ha introducido el empleo de materiales nanoestructurados para la síntesis de nanosensores con aplicaciones muy diversas. Con el fin de contribuir al desarrollo de este campo se han aplicado los conocimientos adquiridos en la síntesis de nanopartículas oxídicas de bohemita y de bohemita-sílice con estructura núcleo-envoltura para obtener diferentes materiales híbridos, capaces de reconocer sustratos catiónicos y aniónicos en disolución acuosa mediante el uso de interacciones no covalentes. Para el diseño de los receptores híbridos se han empleado ligandos poliamínicos por las ventajas que presentan como su bajo coste, son fáciles de modificar mediante rutas sintéticas, presentan una gran versatilidad a la hora de interaccionar con los sustratos en función del pH del medio, los grupos amino son buenos átomos dadores para coordinar metales de transición o con sustratos aniónicos. Además, se ha empleado la luminiscencia como herramienta de señalización de los procesos de reconocimiento, debido al gran número de ventajas que se han expuesto anteriormente.

The knowledge developed in the field of Supramolecular Chemistry about molecular recognition has allowed the researchers to go a step forward in the design and generation of well-defined, functional molecular and supramolecular architectures of nanometric size through self-organization of the receptors. In this sense, the advances in nanotechnology have provided a variety of nanostructured materials with highly controlled and exceptional properties. The discovery of novel materials, processes, and phenomena at the nanoscale and the development of new experimental and theoretical techniques for research provide fresh opportunities for the development of innovative nanosystems and nanostructured materials. The properties of materials at the nanoscale can be very different from those at a larger scale. Among these materials, nanoparticles exhibit an intense interest because of their unique optical, electronic, magnetic, catalytic, and other physical properties arising from the chemical composition of the material and the nanometer dimensions. The synergistic effect achieved by the organization and the structural rigidity of hosts on the solid surface is the key element for enhanced recognition of a guest, often resulting in an improved selectivity and sensitivity compared with the free, molecular hosts. The introduction of surface functionalities plays a decisive role in the development of such systems and has an important impact on the application of these hybrid materials in areas ranging from sensing to biotechnology and catalysis Throughout this thesis, we have tried to show the importance of supramolecular interactions in the recognition of substrates of different nature. Furthermore, progress in the design of increasingly organized and efficient structures, has introduced the use of nanostructured materials for the synthesis of nanosensors with very different applications. In order to contribute to the development of this field we have applied the knowledge acquired in the synthesis of boehmite oxidic nanoparticles and boehmite - silica core-shell nanoparticles for different hybrid materials, able to recognize cationic and anionic substrates in aqueous solution by using non-covalent interactions. For the design of hybrid receptors we have been employed polyamine ligands for the advantages offered as their low cost, are easily modified by synthetic routes, show great versatility to interact with the substrates depending on the pH of the medium, the amino groups are good donor atoms coordinating transition metals or anionic substrates. In addition, luminescence was used as a tool signaling recognition processes due to the large number of advantages set forth above.