هویت یک ماده چگونه تعریف می‌شود، اگر نتوان آن را با یک ساختار مولکولی یکتا توصیف کرد؟

شرح دقیق مسئله

در مورد مولکول‌های کوچک، فرمول شیمیایی و ساختار فضایی معمولاً بخش مهمی از هویت ماده را مشخص می‌کنند. اما بسیاری از مواد مهم شیمیایی با یک ساختار منفرد توصیف نمی‌شوند. پلیمرها دارای توزیع جرم مولکولی و درجات مختلف شاخه‌شدگی‌اند؛ پروتئین‌های بی‌نظم مجموعه‌ای از ساختارهای متغیر دارند؛ شیشه‌ها و مواد غیراستوکیومتری نیز ممکن است فاقد نظم ساختاری یکتای معمول باشند. در چنین سامانه‌هایی، خاصیت ماده از یک ساختار منفرد حاصل نمی‌شود، بلکه به توزیع ساختارها، میزان حضور هر حالت و سرعت جابه‌جایی میان حالت‌ها وابسته است. پرسش این است که چه اطلاعاتی برای تعیین هویت یک ماده کافی است و چگونه می‌توان میان دو ماده‌ی متفاوت، دو نمونه از یک ماده با توزیع‌های متفاوت، یا دو وضعیت از یک سامانه تمایز گذاشت. بخش بزرگی از شیمی مواد، شیمی زیستی و شیمی پلیمر با اشیایی سروکار دارد که ماهیتی آماری و پویا دارند. تکیه بر ساختارهای نماینده ممکن است رابطه‌ی واقعی ساختار و خاصیت را مخدوش کند و مدل‌های محاسباتی را به نتایج نامعتبر برساند. هدف پژوهشی: یک رویکرد مناسب باید هویت ماده را بر اساس توزیع ساختاری، ترکیب، شرایط و مقیاس زمانی تعریف کند. همچنین باید مشخص شود کدام ویژگی‌های آماری برای پیش‌بینی خواص کافی‌اند و کدام جزئیات را می‌توان حذف کرد. آزمون این چارچوب روی پلیمرها، مایعات یونی و سامانه‌های زیستی انعطاف‌پذیر می‌تواند به شکل‌گیری نظریه‌ای عمومی‌تر از هویت شیمیایی منجر شود.