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

Крошечные стражи подземных галактик Крошечные стражи подземных галактик

Корневые системы растений занимают в почве огромные пространства

Наука и жизнь
Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта

Каким путем шел к фильму «Однажды в Голливуде» Брэд Питт, а каким — ДиКаприо

Esquire
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Небо, самолет, мужество: стюардессы, спасшие пассажиров ценой своей жизни Небо, самолет, мужество: стюардессы, спасшие пассажиров ценой своей жизни

Героини нашей статьи исполнили свой долг и спасли пассажиров

Cosmopolitan
Дроны-невидимки: 5 существующих и три перспективных беспилотника Дроны-невидимки: 5 существующих и три перспективных беспилотника

В настоящее время разработкой дронов-невидимок занимаются сразу несколько стран

Популярная механика
Грибные штрафы. Как избежать наказания, выезжая на природу Грибные штрафы. Как избежать наказания, выезжая на природу

Что нарушают дачники и любители погулять по лесу, паркуясь на обочинах

РБК
Возможно, Израиль случайно начал колонизацию Луны тихоходками Возможно, Израиль случайно начал колонизацию Луны тихоходками

Между пластинами данных библиотеки находились тихоходки в состоянии анабиоза

Популярная механика
Как стать успешным стритстайл-фотографом Как стать успешным стритстайл-фотографом

Мастер уличной фотографии Джонатан Дэниел Прайс поделился своими

Vogue
Что можно узнать о деле Чарльза Мэнсона из книги Что можно узнать о деле Чарльза Мэнсона из книги

700 страниц книги о деле Чарльза Мэнсона заменят вам любой криминальный сериал

Esquire
Истощенная Марго Робби напугала поклонников в фотосессии для глянца Истощенная Марго Робби напугала поклонников в фотосессии для глянца

Внешний вид актрисы шокировал ее фанатов

Cosmopolitan
Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников

Если долгожданный отпуск впереди, эта подборка купальников тебе точно пригодится

Cosmopolitan
Идеальный муж. Как Константин Богомолов из театральных режиссеров стал героем светской хроники Идеальный муж. Как Константин Богомолов из театральных режиссеров стал героем светской хроники

Вспоминаем главные вехи в творческом и светском пути Константина Богомолова

Forbes
Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и» Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и»

3 августа с 12.00 до 23.00 в «Коломенском» пройдет Пикник «Афиши»

Maxim
Детям это вредно Детям это вредно

Воспитывая ребенка, мы стараемся учитывать ошибки собственных родителей

Добрые советы
Правила жизни Сида Вишеса Правила жизни Сида Вишеса

Музыкант, басист Sex Pistols, умер 2 февраля 1979 года, в возрасте 21 года

Esquire
Планы на будущее Планы на будущее

Что о развитии автотранспорта думают в руководстве автомобильных компаний

Популярная механика
Не верь, не бойся, не соли. Почему соль — белая смерть, и как с этим жить Не верь, не бойся, не соли. Почему соль — белая смерть, и как с этим жить

Прежде чем тянуться за солонкой, прочитай этот текст

Maxim
9 необычных фактов об «Однажды в Голливуде», о которых почти никто не знает 9 необычных фактов об «Однажды в Голливуде», о которых почти никто не знает

Когда фильм выходит на экраны, все самое интересное только начинается

Playboy
Становимся независимыми от электричества: выбираем генератор для дома Становимся независимыми от электричества: выбираем генератор для дома

Какие типы генераторов существуют, и как подобрать подходящую модель?

CHIP
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
Осенние тренды, для которых уже пришло время Осенние тренды, для которых уже пришло время

Считайте холодный август репетицией сентября

GQ
6 правил, как жить в удовольствие, от мастера купажа Франсуа Тибо 6 правил, как жить в удовольствие, от мастера купажа Франсуа Тибо

Франсуа Тибо работает в Grey Goose более 20 лет

Esquire
10 главных фильмов Венецианского кинофестиваля 2019 10 главных фильмов Венецианского кинофестиваля 2019

Самые яркие и запоминающиеся фильмы венецианского кинофестиваля

Vogue
Как китайцы будут ломать льды Северного Ледовитого океана: сила атома Как китайцы будут ломать льды Северного Ледовитого океана: сила атома

К освоению Северного морского пути помимо России хотят приступить другие страны

Популярная механика
Альтернатива, которой нет: почему новый закон не сможет сдержать рост цен на бензин Альтернатива, которой нет: почему новый закон не сможет сдержать рост цен на бензин

Президент подписал закон, призванный сдержать цены на топливо

Forbes
«Я уже очень старый для общения с IT-предпринимателями»: кто отвечает за венчурные инвестиции Mail.Ru Group «Я уже очень старый для общения с IT-предпринимателями»: кто отвечает за венчурные инвестиции Mail.Ru Group

Инвестиционный директор Mail.Ru Group Алексей Милевский о правилах инвестиций

Forbes
Русское наследие: новая коллекция Axenoff Русское наследие: новая коллекция Axenoff

Украшения, которые можно передавать по наследству и носить как талисман

Vogue
12 финалистов «Большой книги» — о чтении этим летом 12 финалистов «Большой книги» — о чтении этим летом

Лауреатов национальной литературной премии «Большая книга» определяют читатели

РБК
«Надо уметь договариваться с кем угодно». Карьерные советы главы Intel в России «Надо уметь договариваться с кем угодно». Карьерные советы главы Intel в России

Наталья Галян возглавляет российское подразделение Intel три года

Forbes
Занесите в протокол Занесите в протокол

Инстаграм-коучи по питанию взялись лечить нас биодобавками

Tatler
Открыть в приложении