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

Лада Дэнс: «Охочусь за фэшнраритетами» Лада Дэнс: «Охочусь за фэшнраритетами»

Певица призналась, какие ошибки прошлого хотела бы сейчас исправить

StarHit
Александр Усов: Эпоха «новой мобильности». Как совместное использование автомобилей изменит Россию Александр Усов: Эпоха «новой мобильности». Как совместное использование автомобилей изменит Россию

Какие перемены произойдут с развитием сервисов совместного использования авто

СНОБ
Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная Когда сигара — не просто сигара: зачем нужна умная одежда, которая выглядит как обыкновенная

Будущее уже наступило, а мы этого даже не заметили

Esquire
Воображайте процесс, а не результат Воображайте процесс, а не результат

Иногда особенно приятно помечтать о том, что недоступно в повседневной жизни

Psychologies
От мечты к цели. Почему мы не доводим дела до конца От мечты к цели. Почему мы не доводим дела до конца

Почему намного важнее правильно расставить приоритеты

Forbes
Просвещенный абсолютизм XXI века: как изменились страна и власть за 20 лет при Путине Просвещенный абсолютизм XXI века: как изменились страна и власть за 20 лет при Путине

Эпоха Путина запомнится как самое благополучное время в истории России

Forbes
Личное дело Личное дело

Читательницы делятся историями о том, как искали и нашли эффективные процедуры

Vogue
Как прошла акция за честные выборы в Москве 3 августа Как прошла акция за честные выборы в Москве 3 августа

По данным «ОВД-Инфо», на митинге 3 августа задержали более 800 человек

Esquire
Kuznetsky Squad: Kuznetsky Squad:

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

Cosmopolitan
Генетическая память Генетическая память

Раскопать корни своего родословного дерева теперь легко и просто

Собака.ru
«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
Как стать открытым и общительным человеком: 7 эффективных методов Как стать открытым и общительным человеком: 7 эффективных методов

Пора уже выйти из дома и перестать стесняться общества

Playboy
Instagram вместо спортзала: как из декрета построить бизнес на 70 млн рублей Instagram вместо спортзала: как из декрета построить бизнес на 70 млн рублей

Уйдя в декрет, Анастасия Чирченко превратила свой Instagram в фитнес-блог

Forbes
На цифровой арене На цифровой арене

Как компьютерные видеоигры за 30 лет стали новым видом спорта

Glamour
10 примет времени, изменивших наш быт 10 примет времени, изменивших наш быт

Forbes представляет 10 самых ярких примет нашего времени

Forbes
Можно ли выбрать профессию по знаку зодиака Можно ли выбрать профессию по знаку зодиака

Как натальная карта помогает добиться профессионального успеха

Vogue
Станислав Лем о Чернобыле Станислав Лем о Чернобыле

О статье знаменитого писателя Станислава Лема «Урок катастрофы»

Дилетант
«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
Не только женские ножки. Какие автомобили любит Квентин Тарантино Не только женские ножки. Какие автомобили любит Квентин Тарантино

Автомобили, встречающихся в фильмах голливудского режиссера Квентина Тарантино

Forbes
Марсианский доктор. Как разработчик видеоигр спасет космонавтов Марсианский доктор. Как разработчик видеоигр спасет космонавтов

Level Ex — разработчик видеоигр, который помогает астронавтам оставаться в форме

Forbes
Париж, Нью-Йорк, Берлин, Москва, я люблю тебя: 12 лучших киноальманахов о городах Париж, Нью-Йорк, Берлин, Москва, я люблю тебя: 12 лучших киноальманахов о городах

После 2006-го альманахи о любви в мегаполисах и любви к ним обрели новый импульс

Forbes
Сердце не камень Сердце не камень

Дизайнер Арик Леви прославился скульптурами, воспевающими поэзию камня

AD
Детские миры Детские миры

В интерьере детских комнат хочется отразить характеры маленьких хозяев

SALON-Interior
Кормление грудью в общественных местах: нормально или нет Кормление грудью в общественных местах: нормально или нет

Как относятся к кормлению грудью в общественных местах в разных странах

Vogue
Тест Xiaomi Mi Air 13.3: элегантный ноутбук с превосходной производительностью Тест Xiaomi Mi Air 13.3: элегантный ноутбук с превосходной производительностью

Ноутбук Xiaomi Mi Air 13.3

CHIP
Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты Игры с китайцами. Как продавать в КНР киберспортивные проекты

150 млн поклонников видеоигр из Китая, привлекают в страну крупные проекты

Forbes
Какими «Маленькие женщины» будут в фильме Греты Гервиг Какими «Маленькие женщины» будут в фильме Греты Гервиг

Новая экранизация романа Луизы Мэй Олкотт с впечатляющим звездным составом

Vogue
Почему нам трудно извиняться? Почему нам трудно извиняться?

Извиняясь, мы чувствуем себя неловко, но вместе с тем испытываем облегчение

Psychologies
Королевский прием Королевский прием

Как Филипп Киркоров с детьми провел время в Баку

StarHit
«Гендерное разнообразие — двигатель на пути к инновациям»: 6 правил настоящего лидера от топ-менеджер «Санофи» «Гендерное разнообразие — двигатель на пути к инновациям»: 6 правил настоящего лидера от топ-менеджер «Санофи»

Участие женщин в руководстве компаний необходимо для успешного развития бизнеса

Forbes
Открыть в приложении