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

Химики научились селективно замещать водород на концевом углеводородном фрагменте Химики научились селективно замещать водород на концевом углеводородном фрагменте

Новый способ получать органические молекулы из простого углеводородного сырья

N+1
Как два сибиряка построили бизнес на шаурме с оборотом в 500 млн рублей в год Как два сибиряка построили бизнес на шаурме с оборотом в 500 млн рублей в год

История новосибирского бренда «Дядя Дёнер» началась с убыточной шаурменной

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
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
Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях

Серия постов Месси с упоминанием Adidas принесли бренду $6,9 млн выручки

Forbes
Камеры начали проверять ОСАГО. Что необходимо об этом знать Камеры начали проверять ОСАГО. Что необходимо об этом знать

Какие камеры научились проверять наличие полисов ОСАГО

РБК
Шерсть класса люкс. История бренда Loro Piana, вещи которого несколько раз замечали на Владимире Путине Шерсть класса люкс. История бренда Loro Piana, вещи которого несколько раз замечали на Владимире Путине

Путь от семейной мануфактуры до бизнеса стоимостью в миллиарды евро

Forbes
Уроки «Рассказа служанки»: может ли Россия превратиться в тоталитарное общество, где насилуют и угнетают женщин Уроки «Рассказа служанки»: может ли Россия превратиться в тоталитарное общество, где насилуют и угнетают женщин

О физическом и психологическом насилии над женщинами в семье и обществе

Forbes
Золотые детки Золотые детки

«СтарХит» узнал, как шикуют сын Рудковской и дочь Тимати

StarHit
Третий путь атомной энергетики Третий путь атомной энергетики

В Курчатовском институте завершается модернизация токамака Т-15

Популярная механика
“Кафе “Донс Плам” — экспериментальный фильм с Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайром. И актеры его стыдятся “Кафе “Донс Плам” — экспериментальный фильм с Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайром. И актеры его стыдятся

История фильма, которого стыдятся Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайр

Esquire
Гибкость мышления: как посадить мысли на шпагат Гибкость мышления: как посадить мысли на шпагат

Что, если прислушаться к телесным сигналам и быть настойчивыми, но гибкими?

Psychologies
«Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка «Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка

Ярмарка Cosmoscow наращивает свою интеллектуальную мощь

Forbes
Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли

Все закончилось более чем хорошо, но путь был сложным

Playboy
«‎Породы нон грата»‎. Эксперты-кинологи о списке потенциально опасных собак «‎Породы нон грата»‎. Эксперты-кинологи о списке потенциально опасных собак

Как выглядят потенциально опасные собаки, и что о них думают кинологи

СНОБ
Сердца трех Сердца трех

Ян Гэ представила свою вторую полнометражную режиссерскую работу

OK!
Тест DSLR-камеры Canon EOS 250D: все лучшее, плюс UHD Тест DSLR-камеры Canon EOS 250D: все лучшее, плюс UHD

Canon EOS 250D является первой моделью производителя в данном классе

CHIP
«Мы намертво стоим, чтобы нам не увеличили план по доходам». Как зарабатывает театр имени Вахтангова «Мы намертво стоим, чтобы нам не увеличили план по доходам». Как зарабатывает театр имени Вахтангова

Как театры получают субсидии и кто определяет цены на билеты

Forbes
Российские стереотипы об эмоциональном интеллекте: «Если ты сейчас так кричишь, то как пытки-то терпеть будешь?» Российские стереотипы об эмоциональном интеллекте: «Если ты сейчас так кричишь, то как пытки-то терпеть будешь?»

Отрывок из книги «Эмоциональный интеллект лидера» профессора ВШЭ Леонида Кроля

Forbes
Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших

Какую станцию купить: глубинную или поверхностную, с эжектором или без него

CHIP
Эмиссар Грефа: Как бывший менеджер Сбербанка ищет в Долине технологии для россиян Эмиссар Грефа: Как бывший менеджер Сбербанка ищет в Долине технологии для россиян

Бывший топ-менеджер Сбербанка Виктор Орловский ищет в Кремниевой долине стартапы

Forbes
Мозговой штурм Мозговой штурм

Становятся ли автомобили все более уязвимыми для хакеров

Популярная механика
Литератор Александр Гаврилов — о любимых книгах детства, Янагихаре и Набокове Литератор Александр Гаврилов — о любимых книгах детства, Янагихаре и Набокове

Почему читательская восприимчивость с возрастом сходит на нет

Esquire
«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
Диджитал-макияж: как Наталья Водянова подарила вторую жизнь стартапу из Петербурга Диджитал-макияж: как Наталья Водянова подарила вторую жизнь стартапу из Петербурга

Сервис для «оживления» селфи Ommy не пользовался высоким спросом у аудитории

Forbes
Шесть этапов принятия себя Шесть этапов принятия себя

Причины и следствия отторжения себя, а также четкая пошаговая стратегия работы

Psychologies
Как иностранный бизнес вооружал Россию Как иностранный бизнес вооружал Россию

История оружейного производства в России неотделима от зарубежных технологий

Forbes
Хочешь завести кошку и собаку одновременно? 7 правил, которые стоит запомнить Хочешь завести кошку и собаку одновременно? 7 правил, которые стоит запомнить

Хотя собаки и кошки очень разные, но они вполне могут подружиться

Playboy
Парки, ямы, вокзалы: 5 московских мест, которые интернет изменил навсегда Парки, ямы, вокзалы: 5 московских мест, которые интернет изменил навсегда

Примеры, когда интернет изменил городские объекты до неузнаваемости

Forbes
Михаил Шуфутинский: Михаил Шуфутинский:

В зрелом возрасте все чаще посещают воспоминания детства

Караван историй
Открыть в приложении