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

Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны

С чего на самом деле надо начинать заботу о своем здоровье

СНОБ
Новый закон и старые грехи: почему предприниматели продолжат опасаться за зарубежные активы Новый закон и старые грехи: почему предприниматели продолжат опасаться за зарубежные активы

Закон о корректировке валютного регулирования и контроля — хорошая новость

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
Сиятельный растратчик Сиятельный растратчик

Портреты князя Алексея Ивановича Горчакова мне довелось определять четыре раза

Дилетант
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
Сотрите это немедленно! Сотрите это немедленно!

Что делать с чрезмерно эмоциональным постом?

Лиза
5 мини-медитаций 5 мини-медитаций

Вы до сих пор думаете, что для медитации нужно слишком много времени и сил?

Домашний Очаг
Цифровая жестокость. В чем индийский борец с насилием обвиняет американские корпорации Цифровая жестокость. В чем индийский борец с насилием обвиняет американские корпорации

Сунита Кришнан основала городское убежище для жертв сексуального рабства

Forbes
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
Прокрастинация — это не лень. Главные отличия Прокрастинация — это не лень. Главные отличия

В чем разница между ленью и прокрастинацией?

СНОБ
8 смартфонов для школьников до 10 000 рублей 8 смартфонов для школьников до 10 000 рублей

Недорогие смартфоны, которые станут хорошим выбором для школьников

CHIP
«Мое счастье любит петь и танцевать. Тишину оно не любит» «Мое счастье любит петь и танцевать. Тишину оно не любит»

Рита Dакота не в первый раз прилетела в Баку на фестиваль ЖАРА

OK!
7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня 7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня

Ты в курсе, что мозг, как и мышцы, требует постоянной тренировки

Playboy
Сцена успеха. Зачем бизнесменам курсы актерского мастерства Сцена успеха. Зачем бизнесменам курсы актерского мастерства

Курсы лидерства и лекции по саморазвитию больше не в тренде

Forbes
10 карьерных правил от великих полководцев 10 карьерных правил от великих полководцев

Карьерные советы от полководцев, которые сумели дожить хотя бы до 50 лет

Maxim
«Убийца» Boeing и Airbus: первый китайский среднемагистральный лайнер «Убийца» Boeing и Airbus: первый китайский среднемагистральный лайнер

Выпуск широкофюзеляжника CR929 от COMAC

Популярная механика
KAYA: KAYA:

Как певице KAYA удается популяризировать латиноамериканскую музыку в России

Cosmopolitan
8 неожиданных причин, почему мы храпим (в некоторых случаях надо обратиться к врачу) 8 неожиданных причин, почему мы храпим (в некоторых случаях надо обратиться к врачу)

8 неочевидных причин храпа, о которых ты должен знать

Playboy
«Все пошло не так»: как заработать на надвигающемся кризисе «Все пошло не так»: как заработать на надвигающемся кризисе

Что не нужно делать в преддверии и во время кризиса, чтобы не потерять деньги

Forbes
Дать ребенку родиться, зная, что он не выживет Дать ребенку родиться, зная, что он не выживет

Как прожить жизнь, зная, что твой ребенок тебя покинет

Psychologies
На топовых брендах. Как превратить немолодой Jeep Wrangler в арт-объект На топовых брендах. Как превратить немолодой Jeep Wrangler в арт-объект

Jeep Wrangler сменил поколение, однако не торопитесь провожать на пенсию старый

4x4 Club
Бесподобная палитра Бесподобная палитра

Модные тенденции керамической облицовки

Лиза
И это всё о нём И это всё о нём

Arte Brotto — марка, которая более полувека работает с деревом

SALON-Interior
3 оптимальных бюджетных HDD емкостью от 10 Тбайт 3 оптимальных бюджетных HDD емкостью от 10 Тбайт

Места много не бывает: вот несколько моделей больших винчестеров

CHIP
Французский стиль Французский стиль

Самостоятельные дети — свободные и счастливые родители: так считают французы

Вокруг света
«Русских людей палкой не остановить». Баста — о митингах, своей рэп-империи, Тимати и Скриптоните «Русских людей палкой не остановить». Баста — о митингах, своей рэп-империи, Тимати и Скриптоните

Баста рассказал, почему не ходит на митинги и как построить успешный лейбл

Forbes
Что хочет женщина: как изменилась индустрия красоты в 2019 году Что хочет женщина: как изменилась индустрия красоты в 2019 году

На рынке косметики сложилась интересная ситуация

Forbes
«Последний герой»: WSJ узнала, как Калви выманили в Москву перед арестом «Последний герой»: WSJ узнала, как Калви выманили в Москву перед арестом

Основатель Baring Vostok за несколько дней до своего ареста прилетел в Москву

Forbes
Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума

Список селебрити, за которыми точно стоит понаблюдать в 2019-м

Cosmopolitan
Приземленный эскапизм: почему самым популярным российским приложением стала игра про сады и скамейки Приземленный эскапизм: почему самым популярным российским приложением стала игра про сады и скамейки

Почему русских так тянет к «онлайн-земле»

Forbes
Открыть в приложении