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

Тизнаос: самодельные испанские броневики времен Гражданской войны Тизнаос: самодельные испанские броневики времен Гражданской войны

Тизнаос — алмаз самодельных броневиков Испании

Популярная механика
«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!
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
«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
Константин Шиляев и Юлия Ким рассказывают о своей коллаборации Константин Шиляев и Юлия Ким рассказывают о своей коллаборации

Представители P.Y.E и Fakoshima — о социальной функции солнцезащитных очков

Esquire
Так оно и вышло Так оно и вышло

Прием ведет Джеймс Макэвой, специалист по расщеплению личности

Glamour
«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
Все умрут, а я останусь: как пережить кризис среднего возраста и не устареть Все умрут, а я останусь: как пережить кризис среднего возраста и не устареть

Алексей Улановский о способах переизобрести себя, если ваша профессия не нужна

Forbes
Как выходец из Тамбова зарабатывает сотни тысяч евро в год на элитных шале в Альпах Как выходец из Тамбова зарабатывает сотни тысяч евро в год на элитных шале в Альпах

Мечта привела разработчика Александра Потапова во французскую деревню Шамони

Forbes
«Святилище»: как устроена сверхсекретная дизайн-лаборатория Google «Святилище»: как устроена сверхсекретная дизайн-лаборатория Google

Google впервые пустила журналиста в свою секретную лабораторию

Forbes
Волевая модель Волевая модель

После расставания с Брэдли Купером Ирина Шейк явно не унывает

Grazia
10 лучших фильмов Шона Коннери 10 лучших фильмов Шона Коннери

Десять наших любимых фильмов с Шоном Коннери

GQ
Тест ноутбука Lenovo Yoga S940-14IWL: мощный и элегантный Тест ноутбука Lenovo Yoga S940-14IWL: мощный и элегантный

Новый премиальный ультратонский ноутбук Yoga S940-14IWL

CHIP
«У нас маржа, как прямая линия Путина»: как Чичваркин повторяет в Лондоне идеи «Евросети» и зарабатывает на вине «У нас маржа, как прямая линия Путина»: как Чичваркин повторяет в Лондоне идеи «Евросети» и зарабатывает на вине

Forbes представляет новый видеопроект «Forbes Capital с Андреем Мовчаном»

Forbes
Роковая цифра Роковая цифра

Кинорежиссер Алексей Учитель снимает художественный фильм «47»

OK!
«Siri, ты любила когда-нибудь?»: о чем чат-боты говорят друг с другом «Siri, ты любила когда-нибудь?»: о чем чат-боты говорят друг с другом

Как выглядит первая в мире социология чат-ботов?

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

Выпуск широкофюзеляжника CR929 от COMAC

Популярная механика
«Не надо нас дискредитировать»: что организаторы российских фестивалей думают о «Шашлык Live» и Meat & Beat «Не надо нас дискредитировать»: что организаторы российских фестивалей думают о «Шашлык Live» и Meat & Beat

Что думают эксперты и организаторы фестивалей о «Шашлык Live» и Meat & Beat?

Forbes
«Власть от продюсеров переходит к сценаристам»: как будут развиваться онлайн-кинотеатры в России «Власть от продюсеров переходит к сценаристам»: как будут развиваться онлайн-кинотеатры в России

Как аудитория потребляет видеоконтент, и что ждет его дистрибуцию в будущем

Forbes
Дочь Елены Борщевой: «Появится волшебная палочка – куплю новую квартиру!» Дочь Елены Борщевой: «Появится волшебная палочка – куплю новую квартиру!»

Дочь Елены Борщевой о настоящих мужчинах

StarHit
Сердце не камень Сердце не камень

Дизайнер Арик Леви прославился скульптурами, воспевающими поэзию камня

AD
«Протест адресован не московским властям»: будет ли разрастаться политический кризис в столице «Протест адресован не московским властям»: будет ли разрастаться политический кризис в столице

О причинах столичного протеста и перспективах его разрастания в кризис

Forbes
Выпить с умом: как «Роснано» и «Газпром нефть» организуют лекции ученых в барах Выпить с умом: как «Роснано» и «Газпром нефть» организуют лекции ученых в барах

В барах и кафе Москвы 1 сентября пройдет фестиваль «Удивительные вещи»

Forbes
Страны-победители в войне санкций: кто выиграл от продуктового эмбарго Страны-победители в войне санкций: кто выиграл от продуктового эмбарго

Кто заменил поставщиков после российских санкций в отношении стран ЕС и США

Forbes
Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и» Пикник «Афиши» 2019: подробный гид от «п» до «и»

3 августа с 12.00 до 23.00 в «Коломенском» пройдет Пикник «Афиши»

Maxim
«Кризис партийного представительства»: все меньше россиян поддерживают парламентские партии «Кризис партийного представительства»: все меньше россиян поддерживают парламентские партии

Систему выборов в Госдуму лучше пока не менять

Forbes
Неподъемный рост Неподъемный рост

Нас ожидают еще три года экономической стагнации

Огонёк
«Я тебя ненавижу»: голос, который всегда со мной «Я тебя ненавижу»: голос, который всегда со мной

Ненависть к себе затягивает все хорошее, что жизнь способна нам предложить

Psychologies
«Всегда прыгайте выше головы»: карьерные советы главы Bonduelle «Всегда прыгайте выше головы»: карьерные советы главы Bonduelle

Масштаб наших достижений ограничен лишь нашей способностью их себе представить

Forbes
Однажды в Италии Однажды в Италии

Екатерина Волкова с семьей попыталась объять необъятное

OK!
Открыть в приложении