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

Найден более быстрый маршрут к форме Найден более быстрый маршрут к форме

Конкретные советы о том, как растить ваш бицепс

Men’s Health
Конструкторское бюро Конструкторское бюро

Уже завтра мы (возможно) будем кастомизировать собственных детей

Glamour
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
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
10 лучших банков для российских миллионеров — 2019 10 лучших банков для российских миллионеров — 2019

Ежегодный рейтинг лучших российских и иностранных банков для миллионеров

Forbes
Тайна гибели академика Легасова Тайна гибели академика Легасова

В апреле 1988 года был обнаружен повесившимся Валерий Легасов

Дилетант
Венеция 2019: Катрин Денев борется за «Правду» Венеция 2019: Катрин Денев борется за «Правду»

Лучшая роль Катрин Денев за долгие годы

GQ
Вы неправильно храните все продукты: 10 ошибок хранения и как их исправить Вы неправильно храните все продукты: 10 ошибок хранения и как их исправить

Основные правила хранения продуктов

Playboy
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
Нередактированные: фотограф показал моделей с особенностями Нередактированные: фотограф показал моделей с особенностями

Валиид Шах вдохновил многих людей показать свое тело и рассказать свою историю

Cosmopolitan
Культурные события августа: куда пойти Культурные события августа: куда пойти

Голливуд прошлого, музыка настоящего и театр на улицах города

РБК
Можно ли похудеть от кофе? Рассказываем всю правду о новой диете Можно ли похудеть от кофе? Рассказываем всю правду о новой диете

Всем любителям кофе посвящается

Playboy
Фрагмент книги «Истина существует: жизнь Андрея Зализняка в рассказах ее участников» Фрагмент книги «Истина существует: жизнь Андрея Зализняка в рассказах ее участников»

Книга «Истина существует: жизнь Андрея Зализняка в рассказах ее участников»

Esquire
Весна на Байкале: 23 фотографии самого глубокого и старейшего озера на Земле Весна на Байкале: 23 фотографии самого глубокого и старейшего озера на Земле

Ух, от такой красоты аж дух захватывает

Playboy
«Потенциал России очень велик»: автор бестселлера «Экономика впечатлений» о том, как российским компаниям заработать на эмоциях «Потенциал России очень велик»: автор бестселлера «Экономика впечатлений» о том, как российским компаниям заработать на эмоциях

Как западные компании зарабатывают на эмоциях и что делать российскому бизнесу

Forbes
Kuznetsky Squad: Kuznetsky Squad:

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

Cosmopolitan
Процветание и благодарность Процветание и благодарность

Интервью с Амандип Сингхом, учителем кундалини и гималайской йоги

Yoga Journal
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
Почему нам трудно извиняться? Почему нам трудно извиняться?

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

Psychologies
Что не так с образом Брюса Ли в Что не так с образом Брюса Ли в

Почему сцена драки Брюса Ли с героем Брэда Питта разозлила поклонников Ли

Esquire
Что о вас говорит… ваш смартфон? Что о вас говорит… ваш смартфон?

Дай мне посмотреть, как ты используешь свой телефон, и я скажу кто ты

Psychologies
Марка, за которой стоит следить: Olubiyi Thomas Марка, за которой стоит следить: Olubiyi Thomas

Достать одежду Olubiyi Thomas непросто — многие вещи в единственном экземпляре

Esquire
Бизнес на «автопилоте». Почему это плохо для его владельца Бизнес на «автопилоте». Почему это плохо для его владельца

Почему не стоит полностью отходить от управления своей компанией?

СНОБ
Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно? Соединяем медный и алюминиевый провода: как правильно?

Как правильно соединить медный и алюминиевый провод?

CHIP
«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
Максимальное приближение: отношения как возможность изучить друг друга Максимальное приближение: отношения как возможность изучить друг друга

В романтическом партнере люди нередко ищут того, кто сможет утолить их «голод»

Psychologies
Лучшие машины ЗиЛа: золотые времена промышленного гиганта СССР Лучшие машины ЗиЛа: золотые времена промышленного гиганта СССР

103 года назад родилось одно из самых известных предприятий СССР – завод ЗиЛ

Популярная механика
Гжегож Крыховяк: «Костюм может рассказать о твоем характере все» Гжегож Крыховяк: «Костюм может рассказать о твоем характере все»

Классической одежде, Неймаре и лучшем вратаре в мире

GQ
5 «недостатков», которые делают вас привлекательными 5 «недостатков», которые делают вас привлекательными

Почему сплетники, болтуны и недотепы вызывают такое доверие

Psychologies
Битва за $33 млн: стартовал плей-офф крупнейшего киберспортивного турнира The International 2019 Битва за $33 млн: стартовал плей-офф крупнейшего киберспортивного турнира The International 2019

Сегодня начинается плей-офф The International по Dota 2

Forbes
Открыть в приложении