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

Анна и молот Анна и молот

Анна Билецкая стала кузнецом и полностью изменила свою судьбу

Вокруг света
Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только

Выбираем хороший ноутбук для учебы, который будет служить верой и правдой

CHIP
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Amazon, помоги Амазонии: пользователи Twitter призвали Безоса посодействовать борьбе с лесными пожарами Amazon, помоги Амазонии: пользователи Twitter призвали Безоса посодействовать борьбе с лесными пожарами

Пользователи Twitter просят основателя Amazon помочь в борьбе с лесными пожарами

Forbes
Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях

Серия постов Месси с упоминанием Adidas принесли бренду $6,9 млн выручки

Forbes
6 доказательств, что быть одному — гораздо круче, чем кажется (одиночки рулят) 6 доказательств, что быть одному — гораздо круче, чем кажется (одиночки рулят)

Быть одиноким — не проклятие, а при правильном подходе — наслаждение

Playboy
Я - лысая: откровенный рассказ о том, как живется женщине с алопецией Я - лысая: откровенный рассказ о том, как живется женщине с алопецией

Через что пришлось пройти женщине после того, как у нее выпали все волосы

Cosmopolitan
Эксперт — о медтуризме, лечении рака в России и за рубежом и китайской медицине Эксперт — о медтуризме, лечении рака в России и за рубежом и китайской медицине

Татьяна Соколов раскрывает азы медицинской географии

РБК
Улыбка Моны Лизы Улыбка Моны Лизы

Софья Каштанова о том, почему она не рассказывает об отце ребенка

OK!
MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров

Непонятно в принципе, зачем писать рецензии на фильмы Тарантино

Maxim
Мама дорогая! Мама дорогая!

Эти женщины – не просто счастливые мамы, но и успешные предприниматели

Cosmopolitan
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
8 способов испортить занятия любовью: чего никогда и ни с кем не надо делать 8 способов испортить занятия любовью: чего никогда и ни с кем не надо делать

Как за одну секунду все испортить в постели

Playboy
Чиновники помогут бизнесу внедрить мировые стандарты ответственности Чиновники помогут бизнесу внедрить мировые стандарты ответственности

Власти озаботились ответственностью бизнеса

Forbes
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
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
«Думать об антитрендах и трендах вредно»: Илья Тютенков — о баре Leveldva «Думать об антитрендах и трендах вредно»: Илья Тютенков — о баре Leveldva

Ресторатор Илья Тютенков о своем баре, вечеринках и музыкальных предпочтениях

РБК
Где в августе искать необычное мороженое Где в августе искать необычное мороженое

Макаруны в тон, электрические цветы, маскарпоне и азот

Vogue
В группе поддержки В группе поддержки

Надо ли вставать на сторону мужа, когда он не прав

Лиза
Вернуться в большой секс Вернуться в большой секс

Как преодолеть кризис после сексуального воздержания и вернуть удовольствие?

Psychologies
«Брачная история» со Скарлетт Йоханссон и Адамом Драйвером — фильм о разводе, где за соревнованием скрывается любовь и общая боль «Брачная история» со Скарлетт Йоханссон и Адамом Драйвером — фильм о разводе, где за соревнованием скрывается любовь и общая боль

Рецензия Егора Москвитина

Esquire
9 самых красивых островов Испании 9 самых красивых островов Испании

От Ибицы и Майорки до Онса и Кабреры

Vogue
10 способов выжить в авиакатастрофе 10 способов выжить в авиакатастрофе

Следуйте этим рекомендациям, если хотите быть готовыми к нештатным ситуациям

Популярная механика
Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли

Все закончилось более чем хорошо, но путь был сложным

Playboy
Многие операторы отходов оказались на грани банкротства из-за мусорной реформы Многие операторы отходов оказались на грани банкротства из-за мусорной реформы

Операторы отходов на грани банкротства из-за низкой собираемости платежей

Forbes
Как прошел фестиваль Present Perfect 2019 в Петербурге: фото Как прошел фестиваль Present Perfect 2019 в Петербурге: фото

В минувшие выходные в Петербурге состоялся юбилейный фестиваль Present Perfect

Cosmopolitan
8 причин отдохнуть в отеле Lujo в Бодруме 8 причин отдохнуть в отеле Lujo в Бодруме

Новый турецкий отель, расположенный в Бодруме

РБК
3 фильма, в которых снялись вместе Роберт Де Ниро и Аль Пачино 3 фильма, в которых снялись вместе Роберт Де Ниро и Аль Пачино

Два великих италоамериканца появляются на одном экране редко, но метко

GQ
Как основатель Groupon хочет победить рак с помощью больших данных Как основатель Groupon хочет победить рак с помощью больших данных

Эрик Лефкофски основал пять компаний, каждая из которых стоит не менее $250 млн

Forbes
Бинбанк мог лишиться лицензии в 2015 году Бинбанк мог лишиться лицензии в 2015 году

Cуд Лондона рассматривает спор между люксембургским фондом и кипрской компанией

Forbes
Открыть в приложении