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

Драма 1921 года Драма 1921 года

Страшные подробности царь-голода в Советской России 1921 года

Дилетант
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
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
Увидеть, кто съел миллиард солнц Увидеть, кто съел миллиард солнц

«Спектр-РГ» и прорывы отечественной науки

Русский репортер
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
Гид по фестивалю Alfa Future People 2019 Гид по фестивалю Alfa Future People 2019

Фестиваль Alfa Future People состоится 16-18 августа

Cosmopolitan
Разводы 2019 Разводы 2019

«Татлер» поздравляет десять пар, разбивших в этом году узы брака

Tatler
Выпить с умом: как «Роснано» и «Газпром нефть» организуют лекции ученых в барах Выпить с умом: как «Роснано» и «Газпром нефть» организуют лекции ученых в барах

В барах и кафе Москвы 1 сентября пройдет фестиваль «Удивительные вещи»

Forbes
Хрупкий возраст Хрупкий возраст

Подростковый период – то еще испытание для отношений между детьми и родителями

Psychologies
Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников Вдохновляемся Принцессами Disney: 10 идеальных купальников

Если долгожданный отпуск впереди, эта подборка купальников тебе точно пригодится

Cosmopolitan
Какой антенный кабель нужен для цифрового телевидения? Варианты на выбор Какой антенный кабель нужен для цифрового телевидения? Варианты на выбор

Какой кабель выбрать для цифрового телевидения?

CHIP
В Пекин со своим самоваром. Что светит российскому бизнесу в Китае В Пекин со своим самоваром. Что светит российскому бизнесу в Китае

Экономика Китая производит гипнотическое впечатление на российских бизнесменов

Forbes
Диана Гурцкая: «Муж удивляется: «Как я тебя терплю?» Диана Гурцкая: «Муж удивляется: «Как я тебя терплю?»

Певица опровергает слухи о своей мнимой слепоте и рассказывает о воспитании сына

StarHit
Кефир вместо антидепрессантов: как бактерии влияют на психику Кефир вместо антидепрессантов: как бактерии влияют на психику

Бактерии в кишечнике влияют на наш мозг, настроение и психику

Psychologies
Великие сказочники Великие сказочники

Зачем мужчины сочиняют о себе легенды, и почему некоторые женщины на них ведутся

Лиза
Депрессия у подростка: диагностика по пряди волос Депрессия у подростка: диагностика по пряди волос

Можно ли определить уровень риска возникновения депрессии у подростка по волосам

Psychologies
Эффект бабочки: как легко достигать целей Эффект бабочки: как легко достигать целей

Менять жизнь к лучшему и достигать целей при помощи небольших изменений возможно

Psychologies
Венеция 2019: Катрин Денев борется за «Правду» Венеция 2019: Катрин Денев борется за «Правду»

Лучшая роль Катрин Денев за долгие годы

GQ
Мысли на морозе. Почему оттепель в России не повторится Мысли на морозе. Почему оттепель в России не повторится

Надеяться на повторение хрущевской оттепели в наше время не стоит

СНОБ
«‎Породы нон грата»‎. Эксперты-кинологи о списке потенциально опасных собак «‎Породы нон грата»‎. Эксперты-кинологи о списке потенциально опасных собак

Как выглядят потенциально опасные собаки, и что о них думают кинологи

СНОБ
Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров

Истории бизнесменов и топ-менеджеров о личном росте

Forbes
Выбираем электрокотел на дачу: 5 факторов на которые стоит обратить внимание Выбираем электрокотел на дачу: 5 факторов на которые стоит обратить внимание

На что обратить внимание, чтобы купить качественный котел по оптимальной цене

CHIP
Саундбары: рейтинг лучших в 2019-2020 году Саундбары: рейтинг лучших в 2019-2020 году

Какой саундбар выбрать в 2019 году, чтобы усилить звук телевизора

CHIP
Новая цена нефти. Как повлияют на стоимость барреля Иран, ОПЕК, США и глобальная рецессия Новая цена нефти. Как повлияют на стоимость барреля Иран, ОПЕК, США и глобальная рецессия

Каких цен на нефть теперь стоит ждать?

Forbes
Что твой ребенок расскажет психотерапевту через 20 лет? Что твой ребенок расскажет психотерапевту через 20 лет?

На что будет жаловаться следующее поколение, несмотря на все усилия матерей

Cosmopolitan
Как я живу с ПТСР: история от первого лица Как я живу с ПТСР: история от первого лица

ПТСР — посттравматическое стрессовое расстройство

Cosmopolitan
Мастера такуми Мастера такуми

Кого в Японии называют мастерами такуми

Популярная механика
Семь главных жизненных ценностей Семь главных жизненных ценностей

Что для нас действительно важно и о чем мы забываем в суете?

Psychologies
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
Страны-победители в войне санкций: кто выиграл от продуктового эмбарго Страны-победители в войне санкций: кто выиграл от продуктового эмбарго

Кто заменил поставщиков после российских санкций в отношении стран ЕС и США

Forbes
Открыть в приложении