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

6 ключей, чтобы продлить любовь 6 ключей, чтобы продлить любовь

Шесть моделей поведения, которые делают любовные отношения счастливыми

Psychologies
Двадцать лет с Путиным: куда мы пришли и куда идти дальше? Двадцать лет с Путиным: куда мы пришли и куда идти дальше?

Каков баланс плюсов и минусов пройденного Россией пути

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Тиньков соскочил. Как банкир три раза сорвал крупнейшую сделку на рынке офисной недвижимости Тиньков соскочил. Как банкир три раза сорвал крупнейшую сделку на рынке офисной недвижимости

Олег Тиньков уже третий раз срывает сделку с партнерами-девелоперами

Forbes
Мне срочно: в чем преимущество экспресс-имплантации зубов Мне срочно: в чем преимущество экспресс-имплантации зубов

Рассказываем о тонкостях самой современной процедуры в области стоматологии

Esquire
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
Тест bluetooth-наушников Canyon CND-TBTHS2B: комфорт и сбалансированный звук Тест bluetooth-наушников Canyon CND-TBTHS2B: комфорт и сбалансированный звук

Модная тенденция в Bluetooth-наушниках — полное избавление от проводов

CHIP
Как китайцы будут ломать льды Северного Ледовитого океана: сила атома Как китайцы будут ломать льды Северного Ледовитого океана: сила атома

К освоению Северного морского пути помимо России хотят приступить другие страны

Популярная механика
Следите за руками: как распознать популярные жесты Следите за руками: как распознать популярные жесты

Движения рук могут подчас рассказать о человеке больше, чем слова

Psychologies
Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны

С чего на самом деле надо начинать заботу о своем здоровье

СНОБ
Как выбрать электросамокат взрослому: советы, характеристики, цены Как выбрать электросамокат взрослому: советы, характеристики, цены

Как выбрать лучший электросамокат для взрослого

CHIP
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
Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ

Почему Артемий Панарин теперь будет зарабатывать больше Александра Овечкина

Forbes
Сиятельный растратчик Сиятельный растратчик

Портреты князя Алексея Ивановича Горчакова мне довелось определять четыре раза

Дилетант
Не возвращать кредиты США и заморозить цены. Самые смелые идеи Сергея Глазьева Не возвращать кредиты США и заморозить цены. Самые смелые идеи Сергея Глазьева

Самые смелые предложения экономиста и советника Владимира Путина Сергея Глазьева

Forbes
«Я не за Путина, я за любовь»: как малый бизнес в центре Москвы переживает уличные протесты «Я не за Путина, я за любовь»: как малый бизнес в центре Москвы переживает уличные протесты

Forbes пообщался с малым бизнесом, оказавшимся в эпицентре протеста

Forbes
Криптовалюты. Поколение второе Криптовалюты. Поколение второе

От «цифрового золота» к полноценным деньгам

Популярная механика
Удар по точкам Удар по точкам

Расширенные поры доставляют немало хлопот и портят настроение

StarHit
Обманщики поневоле Обманщики поневоле

В некоторых ситуациях мы предпочитаем не говорить ребенку правду, а соврать

Лиза
Миль во всём мире Миль во всём мире

История одной вертолётной семьи

Дилетант
Венчур на пляже: 50 книг на лето от ведущих инвесторов Европы Венчур на пляже: 50 книг на лето от ведущих инвесторов Европы

Какие книги европейские инвесторы возьмут с собой в отпуск и куда поедут летом

Forbes
Однажды в Италии Однажды в Италии

Екатерина Волкова с семьей попыталась объять необъятное

OK!
Приехать в Россию и найти себя: опыт иностранцев Приехать в Россию и найти себя: опыт иностранцев

Истории иностранцев, которые нашли себя в России

Psychologies
Стабильность Стабильность

Практика катона-йоги учит стабильности и заземлению

Yoga Journal
Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова

«Аэрофлот» и S7 сократят количество рейсов в новый аэропорт Саратова

Forbes
«Яндекс» начал следить за водителями. Кому закроют доступ к каршерингу «Яндекс» начал следить за водителями. Кому закроют доступ к каршерингу

Куда попадут данные о водителях, использующих арендованные автомобили

РБК
Буря в «Озере»: перешел ли Сергей Чемезов на сторону народа? Буря в «Озере»: перешел ли Сергей Чемезов на сторону народа?

Сергей Чемезов неожиданно прокомментировал московские акции протеста

Forbes
«Миссис Россия-2019» из-за травли отказалась ехать на мировой конкурс «Миссис Россия-2019» из-за травли отказалась ехать на мировой конкурс

Победительницу конкурса «Миссис Россия-2019» обвинили в увлечении ботоксом

Cosmopolitan
Пожилой миллиардер и правитель Малайзии: за кого выходят замуж королевы красоты Пожилой миллиардер и правитель Малайзии: за кого выходят замуж королевы красоты

Кого выбирают себе в мужья дамы, чью привлекательность признали официально

Cosmopolitan
Цифровая жестокость. В чем индийский борец с насилием обвиняет американские корпорации Цифровая жестокость. В чем индийский борец с насилием обвиняет американские корпорации

Сунита Кришнан основала городское убежище для жертв сексуального рабства

Forbes
Открыть в приложении