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

Парусные самолёты: бывает и такое! Парусные самолёты: бывает и такое!

Как летательные аппараты оснастили парусом

Популярная механика
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
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
Бинбанк мог лишиться лицензии в 2015 году Бинбанк мог лишиться лицензии в 2015 году

Cуд Лондона рассматривает спор между люксембургским фондом и кипрской компанией

Forbes
Спаси Байкал: как главное озеро России задыхается от пластика Спаси Байкал: как главное озеро России задыхается от пластика

Загрязнение Байкала стало в этом году одной из самых резонансных для россиян тем

Esquire
Эксперты рассказали, кому могут помочь субсидии для франчайзи в Москве Эксперты рассказали, кому могут помочь субсидии для франчайзи в Москве

В Москве ввели меры поддержки франчайзинга в малом и среднем бизнесе

Forbes
7 книг для отпуска 7 книг для отпуска

Что почитать, если «Нетфликсу» на отдыхе вы все же предпочитаете книжки

GQ
«Я уже очень старый для общения с IT-предпринимателями»: кто отвечает за венчурные инвестиции Mail.Ru Group «Я уже очень старый для общения с IT-предпринимателями»: кто отвечает за венчурные инвестиции Mail.Ru Group

Инвестиционный директор Mail.Ru Group Алексей Милевский о правилах инвестиций

Forbes
Вечный зов Вечный зов

Иван Дорн о паранормальном периоде, борьбе за экологию и новом альбоме

Vogue
Детские миры Детские миры

В интерьере детских комнат хочется отразить характеры маленьких хозяев

SALON-Interior
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
Репортаж с места события Репортаж с места события

Алёна Пенева встретилась с военным корреспондентом и писателем Михаилом Зыгарем

Cosmopolitan
Где позавтракать в Москве. Гид «РБК Стиль». Часть 1 Где позавтракать в Москве. Гид «РБК Стиль». Часть 1

Самые вкусные и самые щедрые утренние предложения

РБК
Тест жесткого диска Seagate 16TB IronWolf: суперскоростной тяжеловес Тест жесткого диска Seagate 16TB IronWolf: суперскоростной тяжеловес

HDD Seagate 16TB IronWolf оснащен новой скоростной технологией записи

CHIP
Стратегия Вина Дизеля: почему мы продолжаем смотреть «Форсажи» Стратегия Вина Дизеля: почему мы продолжаем смотреть «Форсажи»

Вспоминаем историю «Форсажей» и разбирается, почему боевики интересно смотреть

Esquire
8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания 8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания

Как определить, что просто спортивный парень превращается в фитнес-фрика

Psychologies
Величайший шоумен: как сын основателя Forbes превратил семейное издательство во всемирно известный бренд Величайший шоумен: как сын основателя Forbes превратил семейное издательство во всемирно известный бренд

О том, как Малькольму удалось превратить издание во всемирно известный бренд

Forbes
Любите врагов своих… ради самих себя Любите врагов своих… ради самих себя

Вдруг враги приносят нам пользу и на самом деле их есть за что ценить?

Psychologies
«Поменяйте алгоритм, чтобы вопрос решался»: Дума позовет представителей СМИ и агрегаторов обсудить «фейковые новости» «Поменяйте алгоритм, чтобы вопрос решался»: Дума позовет представителей СМИ и агрегаторов обсудить «фейковые новости»

Володин считает, что главное, чего не хватает агрегаторам — это опровержений

Forbes
Банк для подростков: нужно ли ходить на голове, чтобы понравиться подрастающему поколению Банк для подростков: нужно ли ходить на голове, чтобы понравиться подрастающему поколению

Как запросы сегодняшних тинейджеров изменят ретейл, сферу услуг и банкинг?

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
Инвестиции в личность: зачем компаниям человеческий капитал в цифровую эпоху Инвестиции в личность: зачем компаниям человеческий капитал в цифровую эпоху

Промышленная революция, интернет вещей, тотальная роботизация всех сфер жизни

Forbes
Подключаем одну антенну к двум телевизорам: пошаговая инструкция разводки Подключаем одну антенну к двум телевизорам: пошаговая инструкция разводки

Делим эфирное телевещание с одной антенны на два телевизора

CHIP
Ярмарка современного искусства Cosmoscow проанонсировала программу 2019 года Ярмарка современного искусства Cosmoscow проанонсировала программу 2019 года

7-я Международная ярмарка современного искусства Cosmoscow

Cosmopolitan
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
Адвокат назвал вымыслом информацию о связи братьев Магомедовых с заказным убийством Адвокат назвал вымыслом информацию о связи братьев Магомедовых с заказным убийством

Адвокат назвал вымыслом причастность братьев Магомедовых к заказному убийству

Forbes
13 занимательных графиков о современном мире 13 занимательных графиков о современном мире

Смотри, какими замечательными бывают графики

Maxim
Вкусный гид по Франции Вкусный гид по Франции

Французским поварам под силу даже лягушачьи лапки превратить в деликатес

Лиза
Нерадужное будущее: 5 сериалов-антиутопий, правдоподобно показывающих возможные сценарии для человечества Нерадужное будущее: 5 сериалов-антиутопий, правдоподобно показывающих возможные сценарии для человечества

Самые интересные сериалы-фантазии о ближайшем будущем

Esquire
Любимый психолог миллиардеров Марина Мелия о воспитании наследников Любимый психолог миллиардеров Марина Мелия о воспитании наследников

Марина Мелия о поиске взаимодействия с детьми

Forbes
Открыть в приложении