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

Право на восхождение Право на восхождение

Рождаемся мы личностью или становимся?

Psychologies
Кто создает концертные костюмы для Розалии Кто создает концертные костюмы для Розалии

Звезда испанской сцены покоряет не только голосом, но и эффектными нарядами

Vogue
Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная

Будущее уже наступило, а мы этого даже не заметили

Esquire
«А что если у пространства десять измерений?» «А что если у пространства десять измерений?»

Беседа с главным научным сотрудником Института теоретической физики

Огонёк
«Профессия повара — самая недооцененная в России». Владимир Мухин о том, почему российские рестораны стали попадать в мировые рейтинги «Профессия повара — самая недооцененная в России». Владимир Мухин о том, почему российские рестораны стали попадать в мировые рейтинги

Владимир Мухин, шеф-повар: о зарплате его поваров и обете молчания

Forbes
Покидая Голливуд: что не так с документальным фильмом про главного монстра Лос-Анджелеса Харви Вайнштейна Покидая Голливуд: что не так с документальным фильмом про главного монстра Лос-Анджелеса Харви Вайнштейна

Рассказываем, чем интересен фильм «Быть Харви Вайнштейном»

Esquire
Тред: пользователь твиттера рассказал об экологической катастрофе в городе Карабаш Тред: пользователь твиттера рассказал об экологической катастрофе в городе Карабаш

В в Карабаше выжжена земля, гибнет урожай и раньше срока наступает осень

Esquire
Спаси Байкал: как главное озеро России задыхается от пластика Спаси Байкал: как главное озеро России задыхается от пластика

Загрязнение Байкала стало в этом году одной из самых резонансных для россиян тем

Esquire
Что такое каршеринг, как это работает и какой сервис выбрать (+ промокоды) Что такое каршеринг, как это работает и какой сервис выбрать (+ промокоды)

Самый понятный и подробный гид по всем российским сервисам каршеринга

Playboy
Валерий Баринов: «Сейчас время дилетантов и неучей» Валерий Баринов: «Сейчас время дилетантов и неучей»

Актер откровенно рассказал, как он остается в прекрасной форме

StarHit
Марсианский доктор. Как разработчик видеоигр спасет космонавтов Марсианский доктор. Как разработчик видеоигр спасет космонавтов

Level Ex — разработчик видеоигр, который помогает астронавтам оставаться в форме

Forbes
Конец технократии. Почему Кремль не останавливает аресты активистов в Москве? Конец технократии. Почему Кремль не останавливает аресты активистов в Москве?

Власть не готова к диалогу с протестующими

Forbes
Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так) Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так)

Храбро, красиво и очень трогательно

Playboy
Мне не больно Мне не больно

Почему за последние пять лет стало легче решиться на пластическую операцию

Vogue
Не такая, жду трамвая Не такая, жду трамвая

Психолог объясняет, почему классные девчонки иногда страдают от одиночества

Cosmopolitan
«Потенциал России очень велик»: автор бестселлера «Экономика впечатлений» о том, как российским компаниям заработать на эмоциях «Потенциал России очень велик»: автор бестселлера «Экономика впечатлений» о том, как российским компаниям заработать на эмоциях

Как западные компании зарабатывают на эмоциях и что делать российскому бизнесу

Forbes
10 лучших фильмов Шона Коннери 10 лучших фильмов Шона Коннери

Десять наших любимых фильмов с Шоном Коннери

GQ
Китайское предупреждение: как глобальные рынки реагируют на риск торговых войн Китайское предупреждение: как глобальные рынки реагируют на риск торговых войн

Торговая война Китая и США вступила в новую фазу. Какие выводы сделают инвесторы

Forbes
Помогать тем, кто не учится на ошибках, — попусту тратить время и силы Помогать тем, кто не учится на ошибках, — попусту тратить время и силы

Поддерживать стоит только тех друзей, которые извлекают уроки из случившегося

Psychologies
Во всей красе Во всей красе

Модная и универсальная американская классика в московской квартире

SALON-Interior
Чернобыльское досье КГБ Чернобыльское досье КГБ

Украинская власть за последние годы рассекретила огромный массив документов КГБ

Дилетант
Как зарабатывать $75 000 в год, помогая женщинам-геймерам стать звездами Как зарабатывать $75 000 в год, помогая женщинам-геймерам стать звездами

Она могла бы стать агентом голливудских актрис, но ее клиентки — геймеры

Forbes
Разрыв шаблона Разрыв шаблона

Эти молодые разработчики дышат в спину Марку Цукербергу и Илону Маску

Cosmopolitan
«Принцесса» от модного дома: как инвестфонд владельца Louis Vuitton возрождает производителя элитных яхт «Принцесса» от модного дома: как инвестфонд владельца Louis Vuitton возрождает производителя элитных яхт

Зачем компания Princess владельца Louis Vuitton собирает яхты вручную

Forbes
Юные, популярные: сколько дети-блогеры зарабатывают на YouTube Юные, популярные: сколько дети-блогеры зарабатывают на YouTube

По количеству подписчиков в YouTube они обошли мировых знаменитостей и политиков

РБК
«Музыка нас связала»: певицы, которые выходили замуж за продюсеров «Музыка нас связала»: певицы, которые выходили замуж за продюсеров

12 звездных пар, где творческие союзы превратились в брачные

Cosmopolitan
8 лайфхаков, которые должен знать каждый владелец собаки 8 лайфхаков, которые должен знать каждый владелец собаки

Эти лайфхаки помогут существенно облегчить уход за животным

Популярная механика
История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина

«Сноб» публикует письмо Гурама Гамрекели (митрополита Руставского Иоанна)

СНОБ
Навальный нашел у семьи первого вице-мэра имущество на 6,5 млрд рублей Навальный нашел у семьи первого вице-мэра имущество на 6,5 млрд рублей

Семье первого вице-мэра Москвы принадлежит имущество на 6,5 млрд рублей

Forbes
«Я, если честно, не жалуюсь на судьбу». Как хоккеист Овечкин распоряжается контрактом на $124 млн «Я, если честно, не жалуюсь на судьбу». Как хоккеист Овечкин распоряжается контрактом на $124 млн

Александр Овечкин увеличивает свой доход не только благодаря рекламе

Forbes
Открыть в приложении