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

Прыжки на батуте: упражнения, которые помогут подготовиться к лету Прыжки на батуте: упражнения, которые помогут подготовиться к лету

Фитнес-тренер Hasttings Александр Хмель расскажет о 5 упражнениях на батутах

Популярная механика
Не пытайся это повторить Не пытайся это повторить

Безобидные, казалось бы, вещи, которые угрожают отношениям

Лиза
Оцелоты подружились с опоссумами Оцелоты подружились с опоссумами

На чем держится межвидовая дружба между опоссумами и оцелотами?

N+1
Школа, привет! Школа, привет!

Несколько отличных советов родителям от учителей и директоров школ

Домашний Очаг
Вопрос психологу: что мешает нам экономить и как изменить свое отношение к деньгам Вопрос психологу: что мешает нам экономить и как изменить свое отношение к деньгам

Почему экономия часто кажется наказанием и как можно изменить это восприятие

Правила жизни
Осторожно, опасное саморазвитие: как понять, что тренинг вам не подходит Осторожно, опасное саморазвитие: как понять, что тренинг вам не подходит

Какие подводные камни могут ожидать на пути самосовершенствования

Psychologies
Слуховые аппараты круче биткоинов. Как выглядит счастливая старость на самом деле Слуховые аппараты круче биткоинов. Как выглядит счастливая старость на самом деле

Пока весь мир пытается обрести бессмертие, старость все еще приходит к людям

Forbes
Четверка по поведению Четверка по поведению

Дэнни Бойл и Ричард Кертис рассказали GQ, как избавили мир от The Beatles

GQ
Производители прослушки увеличили прибыль до 300% после «закона Яровой» Производители прослушки увеличили прибыль до 300% после «закона Яровой»

Производители прослушивающих устройств увеличили прибыль почти до 300%

Forbes
5 коварных ошибок при сборе чемодана (они превращают путешествие в кошмар) 5 коварных ошибок при сборе чемодана (они превращают путешествие в кошмар)

Идеально упакованный чемодан — почти произведение искусства, плохо — катастрофа

Playboy
Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав

Мы выяснили, в каких случаях лучше все-таки позвонить в полицию при ДТП

РБК
Орешкин предложил сэкономить на трассе Москва — Казань Орешкин предложил сэкономить на трассе Москва — Казань

Максим Орешкин предложил не строить новую трассу Москва — Казань

Forbes
А ты фанат футбола? А ты фанат футбола?

Действующие лица — дизайнер Филипп Пляйн, рэпер Баста Раймс и футболисты

OK!
Любовники в кино и в жизни: звезды, которые начали встречаться на съёмках Любовники в кино и в жизни: звезды, которые начали встречаться на съёмках

Звезды, которые полюбили друг друга во время совместных съемок

Cosmopolitan
#пронауку: надо ли делать 10 тыс. шагов в день #пронауку: надо ли делать 10 тыс. шагов в день

Почему не нужно гнаться за большим количеством шагов в день

РБК
“Компания без офисных битв – неживая система” “Компания без офисных битв – неживая система”

Офис не место для баталий? Как бы не так!

Psychologies
Криптовалюты. Поколение второе Криптовалюты. Поколение второе

От «цифрового золота» к полноценным деньгам

Популярная механика
Мастера такуми Мастера такуми

Кого в Японии называют мастерами такуми

Популярная механика
Звездный состав Звездный состав

Узнали у бьюти-экспертов, за какими ингредиентами будущее уходовой косметики

Glamour
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
Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет

Почему протесты в Гонконге достигли таких масштабов и к чему они ведут

Esquire
Как я провел лето с роботом и смог ли он облегчить мою жизнь Как я провел лето с роботом и смог ли он облегчить мою жизнь

Роботы не устроят Третью мировую, но точно смогут упростить жизнь

Популярная механика
Valio подводит итоги диалога о значимости целей в области устойчивого развития Valio подводит итоги диалога о значимости целей в области устойчивого развития

Valio представила территорию ответственного потребления Valio Clean Life

Cosmopolitan
Как получить должность мечты: инструкция по трудоустройству в ведущие западные компании Как получить должность мечты: инструкция по трудоустройству в ведущие западные компании

Какие лайфхаки важно знать, чтобы пройти собеседование в международные банки?

Forbes
Список литературы: что прочитал за лето-2019 Барак Обама Список литературы: что прочитал за лето-2019 Барак Обама

Экс-президент Америки рассказал, что читал этим летом и почему

Esquire
Учим язык тела: 7 скрытых посланий и расшифровка (почему она подняла брови?) Учим язык тела: 7 скрытых посланий и расшифровка (почему она подняла брови?)

Симпатия или обман? Иногда эти знаки бывает легко перепутать

Playboy
Теплый пол: сколько он «съест» электричества и как экономить? Теплый пол: сколько он «съест» электричества и как экономить?

Кабель,нагревательный мат или углеродные стержни – что выгоднее и экономичнее?

CHIP
Ноутбуки для студента или школьника: 3 главные ошибки при выборе Ноутбуки для студента или школьника: 3 главные ошибки при выборе

Кажется, что для учебы подойдет любой недорогой ноут, но это не так

CHIP
«У нас принято композитора нагибать как можно ниже»: почему талант в России не гарантирует заработков «У нас принято композитора нагибать как можно ниже»: почему талант в России не гарантирует заработков

Отрывок из книги Алексея Мунипова «Фермата. Разговоры с композиторами»

Forbes
От «Психо» до «Звонка»: 9 самых страшных фильмов в истории кино От «Психо» до «Звонка»: 9 самых страшных фильмов в истории кино

Эти картины пугают до сих пор

РБК
Открыть в приложении