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

Эффект «Зе» Эффект «Зе»

Почему граждане Украины отдали монополию на власть Владимиру Зеленскому?

Огонёк
Рейтинг электросамокатов для взрослых 2019-2020 Рейтинг электросамокатов для взрослых 2019-2020

Лучшие самокаты для взрослых в трех популярных категориях

CHIP
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
С возрастом мы становимся интровертами? С возрастом мы становимся интровертами?

Почему вам все чаще хочется провести вечер тихо и спокойно

Psychologies
Креативный директор Montblanc — о винтаже, аутентичности и часах «1858» Креативный директор Montblanc — о винтаже, аутентичности и часах «1858»

У Заима Камаля, креативного директора Montblanc, непростая задача

РБК
Медитация: путь к настоящему себе Медитация: путь к настоящему себе

Какие открытия могут принести практики осознанности и как им научиться

Psychologies
Путешественник по жизни: как стать лучшей версией себя Путешественник по жизни: как стать лучшей версией себя

Почему нас так тянет в другие города и страны?

Psychologies
ФНС ответила на вопрос банков о порядке блокировки личных счетов бизнесменов ФНС ответила на вопрос банков о порядке блокировки личных счетов бизнесменов

Банки стали активно блокировать личные счета предпринимателей за долги

Forbes
Суровый стиль Суровый стиль

Люку Эвансу пришлось попрощаться с карьерой вампира

GQ
Renault Arkana. Будем ездить в купе Renault Arkana. Будем ездить в купе

Создавать ажиотаж — тонкое искусство

4x4 Club
Морской десант Морской десант

Наташа Михаэлидэс о секретах запоминающегося сервиса и амбициозных планах

Grazia
Скажу за всю Одессу Скажу за всю Одессу

Евгений Цыганов — о любви во время холеры и настоящих мужчинах

Vogue
7 причин, почему ты не становишься сильнее, хотя регулярно ходишь в качалку 7 причин, почему ты не становишься сильнее, хотя регулярно ходишь в качалку

Стараешься, стараешься, а результата нет? Значит, что-то не так

Playboy
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
Нарциссизм или проявление болезни? Нарциссизм или проявление болезни?

Возможно, мы принимаем за нарциссические черты признаки серьезного заболевания

Psychologies
Детям это вредно Детям это вредно

Воспитывая ребенка, мы стараемся учитывать ошибки собственных родителей

Добрые советы
Жером Фавье: «Для Damiani важны традиции и сохранение имени» Жером Фавье: «Для Damiani важны традиции и сохранение имени»

Жером Фавье – о сотрудничестве с Брэдом Питтом и о том, куда движется компания

GQ
«Гендерное разнообразие — двигатель на пути к инновациям»: 6 правил настоящего лидера от топ-менеджер «Санофи» «Гендерное разнообразие — двигатель на пути к инновациям»: 6 правил настоящего лидера от топ-менеджер «Санофи»

Участие женщин в руководстве компаний необходимо для успешного развития бизнеса

Forbes
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
Old School Old School

В этом году дочери Кейт Миддлтон и принца Уильяма исполнилось 5

OK!
Жуткие находки в гробнице настоящего вампира: череп и кости Жуткие находки в гробнице настоящего вампира: череп и кости

Мрачное творчество Говарда Лавкрафта основано на богатом фольклоре Новой Англии

Популярная механика
Как иностранный бизнес вооружал Россию Как иностранный бизнес вооружал Россию

История оружейного производства в России неотделима от зарубежных технологий

Forbes
Как дожить до 100 лет: 9 привычек долгожителей Как дожить до 100 лет: 9 привычек долгожителей

Образ жизни определяет не только ее качество, но и продолжительность

Популярная механика
Отправить бабушку в кругосветку. Как туризм старшего поколения привел к переменам в мировой туриндустрии Отправить бабушку в кругосветку. Как туризм старшего поколения привел к переменам в мировой туриндустрии

Старение населения — общемировая тенденция

СНОБ
Цветы и пчёлы Цветы и пчёлы

Красивейший пример сотрудничества — взаимоотношения пчёл и цветковых растений

Наука и жизнь
Как выбрать сумку по знаку зодиака Как выбрать сумку по знаку зодиака

Звезды точно помогут определиться, какая сумка тебе подходит

Vogue
Одна вокруг света. Зачем в Африке русская ушанка Одна вокруг света. Зачем в Африке русская ушанка

42-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Любимый психолог миллиардеров Марина Мелия о воспитании наследников Любимый психолог миллиардеров Марина Мелия о воспитании наследников

Марина Мелия о поиске взаимодействия с детьми

Forbes
KAYA: KAYA:

Как певице KAYA удается популяризировать латиноамериканскую музыку в России

Cosmopolitan
Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей

Дмитрий Октябрьский рассказывает о самых дорогих автомобилях своей коллекции

Forbes
Открыть в приложении