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

Между самолетом и вертолетом: как устроен и сколько стоит автожир Между самолетом и вертолетом: как устроен и сколько стоит автожир

Эра летающих автомобилей еще не пришла, но аналогом им может выступить автожир

CHIP
6 недооцененных комедийных сериалов, которые дадут фору даже «Друзьям» 6 недооцененных комедийных сериалов, которые дадут фору даже «Друзьям»

Смешные, классные и заслуживающие твоего внимания сериалы

Playboy
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
3 оптимальных бюджетных HDD емкостью от 10 Тбайт 3 оптимальных бюджетных HDD емкостью от 10 Тбайт

Места много не бывает: вот несколько моделей больших винчестеров

CHIP
Alfa Future People объявил новых участников техно-сцены Alfa Future People объявил новых участников техно-сцены

Анонсировано пополнение в насыщенном лайнапе техно-сцены Miller Future Music

Cosmopolitan
Остров-загадка: 10 вещей, ради которых стоит посетить Тайвань Остров-загадка: 10 вещей, ради которых стоит посетить Тайвань

Все развлечения Тайвани — от ночного шоппинга до рассвета на озере Солнца и Луны

Forbes
В группе поддержки В группе поддержки

Надо ли вставать на сторону мужа, когда он не прав

Лиза
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
Константин Шиляев и Юлия Ким рассказывают о своей коллаборации Константин Шиляев и Юлия Ким рассказывают о своей коллаборации

Представители P.Y.E и Fakoshima — о социальной функции солнцезащитных очков

Esquire
Трудоголики, перфекционисты и невротики. Как менталитет 90-х повлиял на то, что мы все выгорели Трудоголики, перфекционисты и невротики. Как менталитет 90-х повлиял на то, что мы все выгорели

Почему «дети 90-х» не умеют отдыхать и работают до нервных срывов

Forbes
Как снять защитное стекло со смартфона: пошаговая инструкция Как снять защитное стекло со смартфона: пошаговая инструкция

Мы расскажем, как для замены снять защитное стекло самостоятельно

CHIP
Как устроена индустрия мемов и можно ли на них заработать Как устроена индустрия мемов и можно ли на них заработать

Кто и как создает мемы и зарабатывает на них в реалиях сегодняшнего дня

РБК
Разрыв шаблона Разрыв шаблона

Эти молодые разработчики дышат в спину Марку Цукербергу и Илону Маску

Cosmopolitan
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
KAYA: KAYA:

Как певице KAYA удается популяризировать латиноамериканскую музыку в России

Cosmopolitan
Как все успевать и почему время сегодня — это привилегия Как все успевать и почему время сегодня — это привилегия

Почему мы себе не принадлежим

РБК
Пахнет осенью Пахнет осенью

А значит, и самыми громкими парфюмерными запусками

Vogue
Полуфабрикат Полуфабрикат

Архитекторы Моретти и Матрикарди построили себе дом из готовых бетонных панелей

AD
На высшем уровне На высшем уровне

Квартира в самом высоком жилом здании Минска

SALON-Interior
«Русский человек думает, что его все должны развлекать». Круглый стол Forbes Life с руководителями главных российских фестивалей «Русский человек думает, что его все должны развлекать». Круглый стол Forbes Life с руководителями главных российских фестивалей

Forbes Life собрал круглый стол с главными лицами развлекательной жизни столицы

Forbes
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
Пабы, крабы и пираты: особенности яхтинга в разных регионах Пабы, крабы и пираты: особенности яхтинга в разных регионах

Яхтинг с дождями, холодными ветрами и даже современными пиратами

Forbes
Не такая, жду трамвая Не такая, жду трамвая

Психолог объясняет, почему классные девчонки иногда страдают от одиночества

Cosmopolitan
Российские ученые нашли способ сделать квантовый компьютер эффективнее Российские ученые нашли способ сделать квантовый компьютер эффективнее

Ученые нашли наиболее эффективные алгоритмы для квантового компьютера

Популярная механика
7 величайших загадок Земли, которые не могут разгадать (откуда взялась вода?) 7 величайших загадок Земли, которые не могут разгадать (откуда взялась вода?)

Мы здесь живем, но знаем о своем доме далеко не все

Playboy
«Спорт работает как гербалайф»: как раввин Александр Борода готовится пробежать Ironman «Спорт работает как гербалайф»: как раввин Александр Борода готовится пробежать Ironman

Раввин рассказал, как он подсел на спортивные эндорфины

Forbes
На цифровой арене На цифровой арене

Как компьютерные видеоигры за 30 лет стали новым видом спорта

Glamour
Баскетболист, плейбой, либертарианец: 10 главных фактов о миллиардере Дэвиде Кохе Баскетболист, плейбой, либертарианец: 10 главных фактов о миллиардере Дэвиде Кохе

Каким был один из богатейших людей мира Дэвид Кох

Forbes
«Поменяйте алгоритм, чтобы вопрос решался»: Дума позовет представителей СМИ и агрегаторов обсудить «фейковые новости» «Поменяйте алгоритм, чтобы вопрос решался»: Дума позовет представителей СМИ и агрегаторов обсудить «фейковые новости»

Володин считает, что главное, чего не хватает агрегаторам — это опровержений

Forbes
10 способов выжить в авиакатастрофе 10 способов выжить в авиакатастрофе

Следуйте этим рекомендациям, если хотите быть готовыми к нештатным ситуациям

Популярная механика
Открыть в приложении