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

Пылающая Сибирь: почему горят леса и каков масштаб катастрофы Пылающая Сибирь: почему горят леса и каков масштаб катастрофы

Экологическая катастрофа уже привлекла внимание всего мира

Популярная механика
Реестр юрлиц зафиксировал переход учредителя медиаактивов РБК в залог ВТБ Реестр юрлиц зафиксировал переход учредителя медиаактивов РБК в залог ВТБ

В залоге у госбанка ВТБ находятся 80% компании «РБК Онлайн»

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Под знаком близнецов Под знаком близнецов

Аня и Соня Куприенко из модной лондонской группы Bloom Twins

Vogue
Жером Фавье: «Для Damiani важны традиции и сохранение имени» Жером Фавье: «Для Damiani важны традиции и сохранение имени»

Жером Фавье – о сотрудничестве с Брэдом Питтом и о том, куда движется компания

GQ
Новая схема мошенников: списали с карты 50 тысяч за ДТП-фантом Новая схема мошенников: списали с карты 50 тысяч за ДТП-фантом

Как у автомобилиста отсудили 50 00 рублей за аварию, в которую он не попадал

РБК
MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров

Непонятно в принципе, зачем писать рецензии на фильмы Тарантино

Maxim
Как одевался Питер Фонда на экране и в жизни Как одевался Питер Фонда на экране и в жизни

Актера Питера Фонды не стало 16 августа

Esquire
Дружба в кисло-сладком соусе. Чем Китай может угрожать России Дружба в кисло-сладком соусе. Чем Китай может угрожать России

Возникает вопрос о возможных угрозах со стороны Китая для России

СНОБ
Большая перемена Большая перемена

В прокат выходит девятый по счету фильм серии «Форсаж» – «Хоббс и Шоу»

Grazia
Что делать на Ибице Что делать на Ибице

Где жить, что есть и с кем танцевать на самом модном курорте Европы

Cosmopolitan
Ну ты и дятел! Ну ты и дятел!

Невероятным достоинствам дятлов можно позавидовать

Вокруг света
Кого и почему раздражают кормящие матери Кого и почему раздражают кормящие матери

Когда мы видим женщину, кормящую грудью, мы сталкиваемся с гаммой чувств

Psychologies
Квентин Тарантино: «Мне пора уходить» Квентин Тарантино: «Мне пора уходить»

Квентин Тарантино о том, почему он уходит из кино и чем будет теперь заниматься

Cosmopolitan
Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только Лучшие ноутбуки для школьников и студентов: для учебы и не только

Выбираем хороший ноутбук для учебы, который будет служить верой и правдой

CHIP
Одна вокруг света. Как разговаривать с африканскими полицейскими Одна вокруг света. Как разговаривать с африканскими полицейскими

41-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Михаил Шуфутинский: Михаил Шуфутинский:

В зрелом возрасте все чаще посещают воспоминания детства

Караван историй
Чувство вины: защита или нападение Чувство вины: защита или нападение

Почему мы часто чувствуем себя виноватыми, даже не делая ничего плохого

Psychologies
Маринованная акула и личный небоскреб: 10 странных покупок миллиардеров Маринованная акула и личный небоскреб: 10 странных покупок миллиардеров

О чем мечтают самые богатые бизнесмены и общественные деятели

РБК
Народное потребление. Как в 29 лет зарабатывать 40 млн рублей в год на продаже ношеных вещей Народное потребление. Как в 29 лет зарабатывать 40 млн рублей в год на продаже ношеных вещей

Сеть секонд-хендов брендовой одежды приносит Дарье около 3 млн рублей в месяц

Forbes
До последней капли До последней капли

Чулпан Хаматова — о новом сериале и новом взгляде на благотворительность

Vogue
На зависть Кардашьян: как сделать суперсексульное белфи На зависть Кардашьян: как сделать суперсексульное белфи

Крутым селфи сегодня никого не удивишь. А как насчет белфи?

Cosmopolitan
9 типичных советов про отношения, от которых больше вреда, чем пользы 9 типичных советов про отношения, от которых больше вреда, чем пользы

Некоторые из «добрых советов» на самом деле вернее назвать «вредными»

Playboy
Самые высокооплачиваемые певицы мира — 2019. Рейтинг Forbes Самые высокооплачиваемые певицы мира — 2019. Рейтинг Forbes

Ежегодный рейтинг самых высокооплачиваемых женщин в музыкальной индустрии

Forbes
Медитация: путь к настоящему себе Медитация: путь к настоящему себе

Какие открытия могут принести практики осознанности и как им научиться

Psychologies
И вы, и ваш новый партнер пережили развод. Как могут складываться отношения? И вы, и ваш новый партнер пережили развод. Как могут складываться отношения?

Сколько вам понадобится времени, чтобы залечить душевные раны после развода?

Psychologies
Настоящий детектив: второй сезон «Охотника за разумом» получился гораздо увлекательнее первого Настоящий детектив: второй сезон «Охотника за разумом» получился гораздо увлекательнее первого

Сериал снят в лучших традициях «Зодиака»

Esquire
Код Пелевина: новая книга писателя о химерах ГРУ, забавах олигархов и третьей мировой войне Код Пелевина: новая книга писателя о химерах ГРУ, забавах олигархов и третьей мировой войне

22 августа выходит новая книга Виктора Пелевина «Искусство легких касаний»

Forbes
Фонд с российскими корнями Gagarin Capital вложил $2,5 млн в австралийский стартап вместе с Y Combinator Фонд с российскими корнями Gagarin Capital вложил $2,5 млн в австралийский стартап вместе с Y Combinator

Стартап Earth AI привлек $2,5 млн от Gagarin Capital и акселератора Y Combinator

Forbes
10 способов выжить в авиакатастрофе 10 способов выжить в авиакатастрофе

Следуйте этим рекомендациям, если хотите быть готовыми к нештатным ситуациям

Популярная механика
Открыть в приложении