Полимерная революция началась в 40-х годах XX века

Популярная механикаНаука

Что умеют "умные" полимеры: панацея будущего

Доставить лекарство по «точному адресу», распылить солнечную батарею на крыше, решить проблему нехватки пресной воды и создать импланты, неотличимые по свойствам от оригинала, — все это позволят сделать умные полимеры. О результатах и перспективах этого направления рассказывают заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ и лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ Дмитрий Иванов и его сотрудники.

Оригинал статьи опубликован на сайте журнала "За науку" Московского Физико-Технического Института.

Полимерная революция началась в 40-х годах XX века, когда люди впервые отказались от естественных, натуральных материалов и синтезировали то, чего никогда в природе не было. Яркий пример — нейлоны, полиамиды и полиэтилен. Такой абсолютно искусственный материал, как полиэтилен, оказался уникальным по своим структурам и механическим свойствам: волокно полиэтилена, например, прочнее стали. Корреляции между структурами материалов и их свойствами стали выделяться в целое направление материаловедения, ученые начали специально заниматься изучением таких корреляций для создания новых функциональных материалов - так родилась наука о полимерах.

Битва за специализацию

В 60-е годы считалось, что будущее за специализированными полимерами. Тогда казалось, что совсем скоро будут открыты полимерные материалы, идеально подходящие каждый для своей задачи, и многотоннажное производство универсальных пластиков сократится.

Это предсказание не сбылось, индустрия специализированных полимеров с годами не выросла. Это связано с тем, что все промышленное производство сегодня, как и полвека назад, оптимизировано под отдельные универсальные полимеры, и перестраивать его очень дорого. Основное усилие разработчиков на протяжении полувека остается направленным на то, чтобы научиться контролировать макромолекулярную структуру и свойства полимера. Сегодняшние универсальные пластики - такие, как полипропилен — это совсем не те материалы, которые выпускались под теми же названиями десятилетия назад. Как правило, это целые семейства сополимеров с разными свойствами.

Но сегодня к специализированным полимерам возвращаются - правда, пока что чаще в университетских лабораториях, чем в заводских цехах. Современные технологии позволяют получать полимеры с удивительными свойствами - и решать с их помощью невероятные задачи, от опреснения воды до адресной доставки лекарств. О том, как и зачем делают "умные" полимеры, рассказывают заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ и лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ Дмитрий Иванов и его сотрудники.

Полный контроль

Умные полимеры обладают способностью сильно реагировать на относительно слабое внешнее воздействие. Они могут резко изменить форму или состояние при перемене температуры, влажности, кислотности, освещения. Эти материалы реагируют даже на самое малое внешнее возмущение. Можно, например, излучением вызывать изменение в конформации полимерных цепочек, которое приведет к глобальной перестройке всей структуры полимера. Классические материалы — сплавы, керамика — состоят из достаточно простых кирпичиков: атомов, ионов или соединений из нескольких атомов. Поэтому для них подобные сильные отклики на малое внешнее возмущение практически недостижимы.

«Область, в которой мы работаем, называется "сложные жидкости". Это еще один термин для обозначения "умных" материалов. В каждом элементарном "кирпичике" такого материала могут быть десятки и даже сотни атомов, которые составляют мономер. Из этих мономеров мы выстраиваем полимерную цепочку.Структурная сложность мономеров обусловливает сложность взаимодействий между ними. В силу того, что материал организован в широком диапазоне шкал (от ангстремов до сотен нанометров), он обладает богатой палитрой возможных взаимодействий», — рассказывает директор исследований при французском Национальном центре по научным исследованиям, заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ и лабораторией функциональных органических и гибридных материалов МФТИ Дмитрий Иванов.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
Дорогие сердцу Дорогие сердцу

Аромат по цене сумки — тяжелая ноша женщин с хорошим вкусом

Vogue
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Чтобы спасти планету, вам придется покупать меньше вещей Чтобы спасти планету, вам придется покупать меньше вещей

Плохая новость: мы в глубоком экологическом кризисе

GQ
Высокая Архитектура. Новый Mercedes-Benz GLS Высокая Архитектура. Новый Mercedes-Benz GLS

Наше знакомство с флагманом Mercedes-Benz началось с версии GLS 450

4x4 Club
Топ-7 самых полезных специй, которые должны быть на кухне каждого гурмана Топ-7 самых полезных специй, которые должны быть на кухне каждого гурмана

Рейтинг самых полезных специй, которые должны быть на кухне у каждого гурмана

Playboy
Не стало Фердинанда Пиеха. Когда-то он спас Volkswagen от банкротства Не стало Фердинанда Пиеха. Когда-то он спас Volkswagen от банкротства

Поступки, которые вписали имя Фердинанда Пиеха в историю мирового автопрома

РБК
Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз

Кейс Tumblr — это история стартапа на миллиард долларов

Forbes
Не заряжается аккумулятор ноутбука: что делать? Не заряжается аккумулятор ноутбука: что делать?

Проверьте несколько пунктов прежде, чем нести устройство в сервисный центр

CHIP
От одной до бесконечности: футболисты, которые меняют подруг как перчатки От одной до бесконечности: футболисты, которые меняют подруг как перчатки

Футболисты, предпочитающие менять девушек едва ли не каждый сезон

Cosmopolitan
Растерянная Россия Растерянная Россия

Первые результаты исследования идеальной России

Русский репортер
Найти равновесие Найти равновесие

Интерьер подмосковного дома на контрасте классики и современных мотивов

SALON-Interior
Что о вас говорит… ваш смартфон? Что о вас говорит… ваш смартфон?

Дай мне посмотреть, как ты используешь свой телефон, и я скажу кто ты

Psychologies
Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только

Выбираем хороший ноутбук для учебы, который будет служить верой и правдой

CHIP
Как начать бегать, если не хочется: личный опыт Как начать бегать, если не хочется: личный опыт

Начать бегать — сложно. Но начать бегать снова — еще сложнее

Esquire
Обзор игры Wolfenstein: Youngblood — кровавая бойня в Париже Обзор игры Wolfenstein: Youngblood — кровавая бойня в Париже

Wolfenstein: Youngblood — удалось ли разрабам выпустить годноту?

CHIP
Голос темнокожих женщин. Лауреат Нобелевской премии по литературе Тони Моррисон умерла 5 августа в возрасте 88 лет Голос темнокожих женщин. Лауреат Нобелевской премии по литературе Тони Моррисон умерла 5 августа в возрасте 88 лет

Отрывок из романа Тони Моррисон «Возлюбленная»

Forbes
Прораб, студент, волонтер: кого арестовали по делу о массовых беспорядках 27 июля Прораб, студент, волонтер: кого арестовали по делу о массовых беспорядках 27 июля

Суд отправил в СИЗО уже шестерых участников акции протеста

Forbes
Константин Шиляев и Юлия Ким рассказывают о своей коллаборации Константин Шиляев и Юлия Ким рассказывают о своей коллаборации

Представители P.Y.E и Fakoshima — о социальной функции солнцезащитных очков

Esquire
«Коммерсантъ» узнал об утечке данных 70 000 клиентов Бинбанка «Коммерсантъ» узнал об утечке данных 70 000 клиентов Бинбанка

Персональные данные 70 000 клиентов Бинбанка утекли в интернет

Forbes
Все цветы мне надоели Все цветы мне надоели

Декоратор Жан-Луи Денио дома легко обходится без ярких красок

AD
Нектар для РПЦ: как неудавшийся пчеловод запустил всероссийский агрегатор меда Нектар для РПЦ: как неудавшийся пчеловод запустил всероссийский агрегатор меда

Чтобы обучиться искусству добычи меда, Евгений Терешев объездил пол-России

Forbes
Организуем домашнюю сеть за полчаса: ничего сложного Организуем домашнюю сеть за полчаса: ничего сложного

Объединить несколько компьютеров между собой можно проще, чем вы думаете

CHIP
Беслан, девочка, окно. 15 лет спустя Беслан, девочка, окно. 15 лет спустя

Прошедшее и настоящее Аиды Сидаковой и ее мамы

Русский репортер
Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии Москиты, пустота и буддизм: чего ждать от Бурятии

С какими впечатлениями Артур Гранд вернулся из Бурятии

РБК
Заморская крупа, ставшая национальной русской едой Заморская крупа, ставшая национальной русской едой

Трёхгранные орешки гречихи с незапамятных времён используются человеком в пищу

Наука и жизнь
Мечта из голубых кирпичиков Мечта из голубых кирпичиков

Модель суперкара Bugatti Chiron, почти целиком построенная из кубиков Lego

Популярная механика
Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты

150 млн поклонников видеоигр из Китая, привлекают в страну крупные проекты

Forbes
«Святилище»: как устроена сверхсекретная дизайн-лаборатория Google «Святилище»: как устроена сверхсекретная дизайн-лаборатория Google

Google впервые пустила журналиста в свою секретную лабораторию

Forbes
Мы нашли трех реальных потомков царской семьи Романовых Мы нашли трех реальных потомков царской семьи Романовых

Поговорил с тремя иностранцами, оказавшимися реальными потомками Романовых

GQ
Открыть в приложении