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

Надышаться ветром Надышаться ветром

Мозаичное панно из рассказов жителей Хабаровска о приметах разных времен

Вокруг света
Анна Ануфриева, бывшая чиновница: это общество меня уволило, а не работодатель Анна Ануфриева, бывшая чиновница: это общество меня уволило, а не работодатель

«Участие в конкурсе для меня — возможность быть собой и делать то, что хочешь»

Playboy
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
5 мини-медитаций 5 мини-медитаций

Вы до сих пор думаете, что для медитации нужно слишком много времени и сил?

Домашний Очаг
Самая крупная железа Самая крупная железа

Практика йоги Айенгара для здоровья печени

Yoga Journal
7 вещей в твоей квартире, которые привлекают насекомых-вредителей 7 вещей в твоей квартире, которые привлекают насекомых-вредителей

Тебе ведь не нужны малоприятные мелкие «соседи»?

Playboy
Свобода выбора. Как выглядят самые прогрессивные детские сады Свобода выбора. Как выглядят самые прогрессивные детские сады

Основные компоненты детских садов нового типа

Forbes
Быть экстравертом — здорово. Но не всегда Быть экстравертом — здорово. Но не всегда

О том, в каких ситуациях экстравертам приходится несладко

Psychologies
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
Полное погружение Полное погружение

Как иммерсивное обучение приходит в компании и школы

РБК
Пожар на миллионы долларов: Walmart подал в суд на Tesla из-за загоревшихся солнечных батарей Пожар на миллионы долларов: Walmart подал в суд на Tesla из-за загоревшихся солнечных батарей

Крупнейший американский ретейлер Walmart подал в суд на компанию Tesla

Forbes
Алла Довлатова: «Хочу обмануть время и быть молодой!» Алла Довлатова: «Хочу обмануть время и быть молодой!»

Радиоведущая рассказала, что связывает ее с бывшем мужем Тины Канделаки

StarHit
Станислав Лем о Чернобыле Станислав Лем о Чернобыле

О статье знаменитого писателя Станислава Лема «Урок катастрофы»

Дилетант
История одной фотографии: катапультирование пилота истребителя, сентябрь 1962 года История одной фотографии: катапультирование пилота истребителя, сентябрь 1962 года

Парашют не раскрылся, но пилот — спойлер! — все равно выжил

Maxim
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
Экспаты из России — о жизни и работе в Грузии Экспаты из России — о жизни и работе в Грузии

Экспаты из России делятся лайфхаками о переезде и жизни в Тбилиси

РБК
Kuznetsky Squad: Kuznetsky Squad:

Группа Kuznetsky Squad рассказала про первый успех, первый концерт и музыку

Cosmopolitan
«Чему меня научили 10 лет свиданий» «Чему меня научили 10 лет свиданий»

Поэт Ребекка Ансар делится открытиями, которые принесли ей десять лет свиданий

Psychologies
Дорога перемен. Как 20-летняя гонщица запустила программу наставничества для женщин Дорога перемен. Как 20-летняя гонщица запустила программу наставничества для женщин

Аврора Страус верит, что наставничество поможет изменить многие мужские сферы

Forbes
Жесткая дисциплина и ноль демократии: мужской коллектив не место для дискуссий? Жесткая дисциплина и ноль демократии: мужской коллектив не место для дискуссий?

Может ли быть эффективной чисто мужская команда?

Psychologies
7 главных новинок МАКС-2019 и другие развлечения авиасалона 7 главных новинок МАКС-2019 и другие развлечения авиасалона

Самые главные экспонаты Международного авиационно-космического салона

Популярная механика
«Хватит нам врать»: как прошла самая массовая с 2011 года акция протеста в Москве «Хватит нам врать»: как прошла самая массовая с 2011 года акция протеста в Москве

Репортаж Forbes с митинга «Вернем себе право на выборы»

Forbes
Почему мы должны быть обеспокоены системой распознавания лиц: 4 главных причины Почему мы должны быть обеспокоены системой распознавания лиц: 4 главных причины

Предсказания антиутопий начинают понемногу сбываться

Playboy
Малый бизнес Малый бизнес

Работа подростка — стресс и для него самого, и для родителей

Добрые советы
Это вам на будущее Это вам на будущее

Своими мыслями с Grazia делится Александр Цыпкин

Grazia
Ультиматум Навального и плакаты с Болотной: как прошел один из самых массовых митингов в Москве Ультиматум Навального и плакаты с Болотной: как прошел один из самых массовых митингов в Москве

На проспекте Сахарова прошел один из самых массовых митингов последних лет

Forbes

Мировая премьера киноверсии популярного мультфильма — ремейк "Короля Льва"

Esquire
Будь скромным и открытым: 5 советов для безупречной репутации Будь скромным и открытым: 5 советов для безупречной репутации

Главные критерии «хорошей репутации» в современном бизнесе

Forbes
Лучшие кроссовки будущей недели (с 29 июля по 4 августа) по версии паблика Please Лучшие кроссовки будущей недели (с 29 июля по 4 августа) по версии паблика Please

Лучшие кроссовочные релизы

Esquire
Шаг вперед. Как британский стартап добывает энергию буквально из-под ног Шаг вперед. Как британский стартап добывает энергию буквально из-под ног

Так называемые умные города с каждым годом становятся все умнее

Forbes
Открыть в приложении