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

Боль справа, под ребром Боль справа, под ребром

О чём может говорить внезапно появившаяся боль в правом подреберье?

Здоровье
«Мне не по душе снос гостиницы «Россия»: голландский архитектор о том, как похорошела Москва за последние 10 лет «Мне не по душе снос гостиницы «Россия»: голландский архитектор о том, как похорошела Москва за последние 10 лет

Что не так с российскими аэропортами и парком «Зарядье?

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Самый дешевый кредит: в Дании начали выдавать ипотеку на 20 лет под 0% Самый дешевый кредит: в Дании начали выдавать ипотеку на 20 лет под 0%

Ипотечные ставки в Дании опустились до исторического минимума

Forbes
Блеск и нищета. Как живут женщины-рестлеры Блеск и нищета. Как живут женщины-рестлеры

Как строится женская карьера на ринге сегодня?

Forbes
Минфин придумал новые способы вернуть капитал из-за рубежа Минфин придумал новые способы вернуть капитал из-за рубежа

Минфин ищет новые способы вернуть в Россию деньги

Forbes
Пять модных архивов в инстаграме, на которые стоит подписаться Пять модных архивов в инстаграме, на которые стоит подписаться

Историки моды, в чьих аккаунтах собраны хиты и редкие публикации из глянца

Vogue
«Я снимаю много, быстро и как в последний раз» «Я снимаю много, быстро и как в последний раз»

Клод Лелуш снова вернулся к героям фильма «Мужчина и женщина»

Огонёк
Одна вокруг света. Женский взгляд на африканский автосервис Одна вокруг света. Женский взгляд на африканский автосервис

40-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Яблоко от яблони? Как живут дети самых эпатажных звезд Яблоко от яблони? Как живут дети самых эпатажных звезд

Герои нашей подборки вряд ли хотели бы повторить судьбы своих родственников

Cosmopolitan
Кого тут бабушкой назвали? Кого тут бабушкой назвали?

Как не чувствовать себя «бабушкой», если ты уже бабушка?

Лиза
Знатные ролиководы Знатные ролиководы

Сейчас интернет прирастает глубинкой, и в моде — деревенские блогеры

Огонёк
Детям это вредно Детям это вредно

Воспитывая ребенка, мы стараемся учитывать ошибки собственных родителей

Добрые советы
Первая пятилетка антироссийских санкций: кто пострадал и кто выиграл Первая пятилетка антироссийских санкций: кто пострадал и кто выиграл

Как российская экономика переживала первую пятилетку ограничений

Forbes
Пять новых циклов: встречаем новинки Yamaha для воды и грязи Пять новых циклов: встречаем новинки Yamaha для воды и грязи

На российском рынке появились сразу несколько новинок для любителей двух стихий

Популярная механика
Гостья из будущего Гостья из будущего

Индустрия красоты, так же как и мода, выходит за свои рамки

Vogue
Врачи не выгорают, они страдают от моральной травмы Врачи не выгорают, они страдают от моральной травмы

Почему на ситуацию с врачами стоит обратить внимание

СНОБ
Как изменить жизнь, изменив систему ценностей? Как изменить жизнь, изменив систему ценностей?

Насколько важно «ценностно совпадать» с партнером, коллегами, друзьями?

Psychologies
Таких BMW X5 мир ещё не видел. И не факт, что хотел Таких BMW X5 мир ещё не видел. И не факт, что хотел

Сложилась традиция с каждым новым «Икс пятым» знакомиться в конце лета

4x4 Club
Медитация: путь к настоящему себе Медитация: путь к настоящему себе

Какие открытия могут принести практики осознанности и как им научиться

Psychologies
Кого слушать на российских фестивалях в августе Кого слушать на российских фестивалях в августе

Впереди Fields, Alfa Future People и Red Bull Music Festival

Vogue
6 способов избавиться от лишнего в гардеробе без вреда для экологии 6 способов избавиться от лишнего в гардеробе без вреда для экологии

Шесть полезных советов, которые помогут вам расчистить гардероб

Vogue
Почему мужчины не помогают по дому и как с этим бороться Почему мужчины не помогают по дому и как с этим бороться

Традиционный семейный уклад уже не так популярен

Psychologies
Поздняя ягода Поздняя ягода

Ягоды у этой лианы вкусные и полезные, особенно богаты они витамином С

Наука и жизнь
У Эстонии возникли вопросы к проекту самого длинного железнодорожного тоннеля в мире У Эстонии возникли вопросы к проекту самого длинного железнодорожного тоннеля в мире

Таллин и Хельсинки предложили соединить подводным железнодорожным тоннелем

Forbes
За свежим соком — в морозилку За свежим соком — в морозилку

В Москве открылись первые магазины свежезамороженной продукции «Фреш Фрост»

Эксперт
Самые высокооплачиваемые певицы мира — 2019. Рейтинг Forbes Самые высокооплачиваемые певицы мира — 2019. Рейтинг Forbes

Ежегодный рейтинг самых высокооплачиваемых женщин в музыкальной индустрии

Forbes
Почему нам трудно извиняться? Почему нам трудно извиняться?

Извиняясь, мы чувствуем себя неловко, но вместе с тем испытываем облегчение

Psychologies
6 известных актеров, снимавшихся пьяными (от Марго Робби до Гари Олдмана) 6 известных актеров, снимавшихся пьяными (от Марго Робби до Гари Олдмана)

Выпил на работе, и это зафиксировала камера

Playboy
Диджитал-макияж: как Наталья Водянова подарила вторую жизнь стартапу из Петербурга Диджитал-макияж: как Наталья Водянова подарила вторую жизнь стартапу из Петербурга

Сервис для «оживления» селфи Ommy не пользовался высоким спросом у аудитории

Forbes
Открыть в приложении