Termín interkalace označuje proces při němž je molekula nebo iont (host) umísťován do hostitelské mřížky. Struktura hostitelské části zůstává v komplexu host-hostitel neboli v interkalační sloučenině (interkalátu) stejná nebo pouze mírně odlišná od původního hostitele.

Probíhající interkalace bývá chemicky nebo termálně reverzibilní. Často jsou používány pro interkalační reakce i jiné pojmy jako inzerce, inkluze, nebo topotaktická reakce, ale všechny spadají do výše uvedené definice. Interkalační chemie tak patří k jedné z oblastí supramolekulární (česky někdy též nadmolekulární) chemie. Interkalační reakce poskytují cestu k syntéze nových pevných látek a dovolují řízené systematické změny jejich fyzikálních vlastností. Tyto materiály mají řadu aplikací, např. jako katalyzátory, sorbenty, senzory, elektrochromické displeje, elektrody pro sekundární články (Li-ionové akumulátory) a palivové články.

Naše skupina má dlouholeté zkušenosti ve studiu interkalace do hostitelských mříží typu fosforečnanu vanadylu (VOPO₄) a isostrukturních sloučenin a do vrstevnatých podvojných hydroxidů. Zkoumáme proces interkalace organických látek s kyslíkem jako donorovým atomem do VOPO₄ a organických kyselin do podvojných hydroxidů. S využitím práškové rentgenové difraktometrie, vibračních spekter a pomocí metod molekulární dynamiky navrhujeme uspořádání molekul hostů ve struktuře připravených komplexů.

Zájem o oblast interkalační chemie nás vede k hledání nových látek, které by mohly sloužit jako hostitelé. Zde jsme se zaměřili na funkcionalizované organofosfonáty, které mohou být využity jako katalyzátory a iontoměniče a - pokud jsou schopné interkalace - též jako sorbenty a v molekulovém rozpoznávání. Jsou připravovány a charakterizovány nové anorganicko-organické hybridní sloučeniny, jmenovitě arylfosfonáty kovů. Za velmi perspektivní považujeme protonově vodivé fosfonáty funkcionalizované karboxylovými a sulfonovými skupinami, které mohou být použity např. jako membrány v palivových článcích. Další studovanou skupinou látek, které mohou sloužit jako nové typy potenciálních hostitelů pro přípravu interkalačních látek, jsou vrstevnaté hydroxidy lanthanoidů s organickými kyselinami v mezivrstvém prostoru.

K charakterizaci a studiu fyzikálních a chemických vlastností se využívají následující diagnostické metody: prášková rentgenová difraktometrie, thermogravimetrická analýza, infračervená a Ramanova spektroskopie, energiově-disperzní rentgenová analýza, diferenciální termická analýza, vodivost ve stejnosměrném a střídavém elektrickém poli, měření termoelektrického napětí.

Pro studium interkonverzí (vzájemných přeměn) arylfosfonátů alkalických zemin v závislosti na pH okolního prostředí jsme vyvinuli metodu počítačem řízených přídavků činidla k suspenzím fosfonátů s využitím automatické byrety.

U syntetizovaných fosfonátů řešíme jejich strukturu z dat práškové rentgenové difraktometrie. K tomu využíváme programy FULLPROF a FOX. Takto se nám podařilo určit strukturu 4-karboxyfenylfosfonátu vápenatého - Ca(HOOCC₆H₄PO₃H)₂