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

Как поддержать иммунитет Как поддержать иммунитет

Как преподаватели йоги поддерживают свой иммунитет осенью

Yoga Journal
Долгое эхо друг друга Долгое эхо друг друга

«Любовный треугольник» превратился в совсем непонятную геометрическую фигуру

StarHit
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
«Спектр-РГ» «Спектр-РГ»

Обсерватория для нового обзора неба

Наука и жизнь
Килограмм мяса за $10 000: зачем российская компания решила напечатать стейк в космосе Килограмм мяса за $10 000: зачем российская компания решила напечатать стейк в космосе

Как основателя «Инвитро» убедили в перспективности печати органов в космосе

Forbes
Конструкторское бюро Конструкторское бюро

Уже завтра мы (возможно) будем кастомизировать собственных детей

Glamour
Лучшие кроссовки июля 2019 Лучшие кроссовки июля 2019

Самые интересные релизы кроссовок середины лета

Esquire
Как Риз Уизерспун, Марго Робби и Шарлиз Терон вошли в список Forbes благодаря феминизму Как Риз Уизерспун, Марго Робби и Шарлиз Терон вошли в список Forbes благодаря феминизму

Кто из голливудских актрис зарабатывает сегодня больше других

Forbes
Рецензия на новый роман Пелевина «Искусство легких касаний» Рецензия на новый роман Пелевина «Искусство легких касаний»

Как трактовать новый роман Пелевина «Искусство легких касаний»

Esquire
На топовых брендах. Как превратить немолодой Jeep Wrangler в арт-объект На топовых брендах. Как превратить немолодой Jeep Wrangler в арт-объект

Jeep Wrangler сменил поколение, однако не торопитесь провожать на пенсию старый

4x4 Club
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
Формула «воздух» Формула «воздух»

В 2020 году должны пройти первые гонки летающих автомобилей

Популярная механика
«Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина «Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина

Как современные предприниматели строят отношения с деньгами в ХХI веке

Forbes
Валерия: «Сын тайно женился» Валерия: «Сын тайно женился»

Певица Валерия о новом статусе и открытии реабилитационного центра

StarHit
Как подготовить машину к осени. 5 главных советов Как подготовить машину к осени. 5 главных советов

Что нужно сделать, чтобы автомобиль идеально пережил осень?

РБК
Вопросы Веры Вопросы Веры

Вера Брежнева — о том, что лишь недавно стала чувствовать себя красивой

Vogue
Дочь Елены Борщевой: «Появится волшебная палочка – куплю новую квартиру!» Дочь Елены Борщевой: «Появится волшебная палочка – куплю новую квартиру!»

Дочь Елены Борщевой о настоящих мужчинах

StarHit
Волевая модель Волевая модель

После расставания с Брэдли Купером Ирина Шейк явно не унывает

Grazia
Лучше антидепрессантов: 10 неожиданных вещей, которым вы можете научиться на паруснике Лучше антидепрессантов: 10 неожиданных вещей, которым вы можете научиться на паруснике

Такое путешествие научит вас стойкости и избавит от депрессии

Forbes
Не пытайся это повторить Не пытайся это повторить

Безобидные, казалось бы, вещи, которые угрожают отношениям

Лиза
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
«Не надо нас дискредитировать»: что организаторы российских фестивалей думают о «Шашлык Live» и Meat & Beat «Не надо нас дискредитировать»: что организаторы российских фестивалей думают о «Шашлык Live» и Meat & Beat

Что думают эксперты и организаторы фестивалей о «Шашлык Live» и Meat & Beat?

Forbes
Miss MAXIM 2019 Miss MAXIM 2019

Марафон красоты длиной в пять месяцев финишировал!

Maxim
Бизнес на «автопилоте». Почему это плохо для его владельца Бизнес на «автопилоте». Почему это плохо для его владельца

Почему не стоит полностью отходить от управления своей компанией?

СНОБ
7 мест, в которых можно вернуться в детство и оторваться по полной 7 мест, в которых можно вернуться в детство и оторваться по полной

Семь потрясающих мест, где можно гарантированно вернуться в детство

Популярная механика
Live Fest Summer 2019: гид по фестивалю на Live Fest Summer 2019: гид по фестивалю на

Ежегодный фестиваль Live Fest Summer’19

Cosmopolitan
Открыть кубышку: как России правильно потратить накопленные нефтедоллары Открыть кубышку: как России правильно потратить накопленные нефтедоллары

В последние полтора года российской экономике везло с нефтяными ценами

Forbes
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
На восьмом небе от счастья На восьмом небе от счастья

Солист группы «Градусы» Роман Пашков вскоре во второй раз станет отцом

OK!
10 звезд мирового спорта, которые больше всех зарабатывают на рекламе 10 звезд мирового спорта, которые больше всех зарабатывают на рекламе

Сколько зарабатывают на рекламе Федерер, Роналду и Месси?

Forbes
Открыть в приложении