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

Николай Немоляев: Николай Немоляев:

Интервью с Николаем Немоляевым

Караван историй
Moody's увидело в новых санкциях угрозу для выполнения майского указа Путина Moody's увидело в новых санкциях угрозу для выполнения майского указа Путина

Новые санкции помешают разогнать российскую экономику

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Что происходит с авторскими ужастиками? Объясняем на примере «Коко-ди Коко-да» и еще 9 арт-хорроров 2019 года Что происходит с авторскими ужастиками? Объясняем на примере «Коко-ди Коко-да» и еще 9 арт-хорроров 2019 года

Перечисляем десять самых высоколобых страшилок года

Esquire
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
Как я живу с ПТСР: история от первого лица Как я живу с ПТСР: история от первого лица

ПТСР — посттравматическое стрессовое расстройство

Cosmopolitan
История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина

«Сноб» публикует письмо Гурама Гамрекели (митрополита Руставского Иоанна)

СНОБ
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
Меньше – лучше? Меньше – лучше?

Оказывается, принц Гарри не на шутку обеспокоен проблемами экологии

Grazia
Высокобюджетное искусство. Самые богатые театры Минкульта Высокобюджетное искусство. Самые богатые театры Минкульта

Какие театры из тех, что в федеральном подчинении, получают больше субсидий?

Forbes
«Рыбный король» Виталий Орлов сообщил о прекращении дела о мошенничестве в «Норебо» «Рыбный король» Виталий Орлов сообщил о прекращении дела о мошенничестве в «Норебо»

Виталий Орлов сообщил, что уголовное дело о мошенничестве в «Норебо» закрыто

Forbes
Куда идти, если хочется много есть и мало платить: 7 фестивалей еды в Москве Куда идти, если хочется много есть и мало платить: 7 фестивалей еды в Москве

Один даже с безлимитной дегустацией крафтового пива

Playboy
Контуринг 2.0: учимся рисовать скулы при помощи бронзера Контуринг 2.0: учимся рисовать скулы при помощи бронзера

Что такое tantouring

Cosmopolitan
Как зарабатывать $75 000 в год, помогая женщинам-геймерам стать звездами Как зарабатывать $75 000 в год, помогая женщинам-геймерам стать звездами

Она могла бы стать агентом голливудских актрис, но ее клиентки — геймеры

Forbes
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
Новости о старости Новости о старости

Остановить мгновенье ученые могут уже сегодня

Glamour
«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
Как основатель Groupon хочет победить рак с помощью больших данных Как основатель Groupon хочет победить рак с помощью больших данных

Эрик Лефкофски основал пять компаний, каждая из которых стоит не менее $250 млн

Forbes
Протесты в столице поддержала треть москвичей Протесты в столице поддержала треть москвичей

Почти треть москвичей поддерживают протесты из-за снятых с выборов кандидатов

Forbes
Организуем домашнюю сеть за полчаса: ничего сложного Организуем домашнюю сеть за полчаса: ничего сложного

Объединить несколько компьютеров между собой можно проще, чем вы думаете

CHIP
Краткий курс перезагрузки Краткий курс перезагрузки

Курская область стремится к лидерству по инвестиционной привлекательности

РБК
Жизнь после ICO-хайпа: что ждет рынок коллективных инвестиций Жизнь после ICO-хайпа: что ждет рынок коллективных инвестиций

Снижение криптовалютного рынка вызвало падение интереса инвесторов к ICO

Forbes
Объемное предложение Объемное предложение

Cappasity помогает luxury-брендам сканировать товары в 3D для интернет-магазинов

Forbes
Гид по фестивалю Alfa Future People 2019 Гид по фестивалю Alfa Future People 2019

Фестиваль Alfa Future People состоится 16-18 августа

Cosmopolitan
На восьмом небе от счастья На восьмом небе от счастья

Солист группы «Градусы» Роман Пашков вскоре во второй раз станет отцом

OK!
Как грибы убивают людей: состав ядов, симптомы и антидоты Как грибы убивают людей: состав ядов, симптомы и антидоты

Список плодовых тел макромицетов, которые нельзя класть в корзину

Популярная механика
Не такая, жду трамвая Не такая, жду трамвая

Психолог объясняет, почему классные девчонки иногда страдают от одиночества

Cosmopolitan
Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав Разбитый нос, УАЗ и 400 тысяч: после каких аварий лишают прав

Мы выяснили, в каких случаях лучше все-таки позвонить в полицию при ДТП

РБК
ЕСПЧ обязал Россию выплатить €34 000 вдове и матери Магнитского ЕСПЧ обязал Россию выплатить €34 000 вдове и матери Магнитского

По решению суда, Россия должна выплатить вдове и матери Магнитского €34 000

Forbes
Трамп-Айленд: зачем президент США хочет купить Гренландию Трамп-Айленд: зачем президент США хочет купить Гренландию

Интерес Дональда Трампа к Гренландии вызвал недоумение у владельца острова

Forbes
Открыть в приложении