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

Боль справа, под ребром Боль справа, под ребром

О чём может говорить внезапно появившаяся боль в правом подреберье?

Здоровье
Комо everybody Комо everybody

Свадьба на озере Комо снова в тренде

Tatler
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
10 звезд мирового спорта, которые больше всех зарабатывают на рекламе 10 звезд мирового спорта, которые больше всех зарабатывают на рекламе

Сколько зарабатывают на рекламе Федерер, Роналду и Месси?

Forbes
Расскажите мне про Австралию Расскажите мне про Австралию

29 августа на большие экраны выходит триллер «Я иду искать» с Самарой Уивинг

Grazia
Однажды в Италии Однажды в Италии

Екатерина Волкова с семьей попыталась объять необъятное

OK!
50 оттенков нежности. Тест-драйв Mazda3 50 оттенков нежности. Тест-драйв Mazda3

Новая Mazda3 соткана из противоречий, но именно за это ее можно полюбить

РБК
Мотивация по-русски Мотивация по-русски

Российский рынок коучинга, менторства и бизнес-тренингов меньше американского

РБК
Что такое каршеринг, как это работает и какой сервис выбрать (+ промокоды) Что такое каршеринг, как это работает и какой сервис выбрать (+ промокоды)

Самый понятный и подробный гид по всем российским сервисам каршеринга

Playboy
Гибкость мышления: как посадить мысли на шпагат Гибкость мышления: как посадить мысли на шпагат

Что, если прислушаться к телесным сигналам и быть настойчивыми, но гибкими?

Psychologies
5 уроков отношений из сериала «Друзья» (советуем взять на заметку) 5 уроков отношений из сериала «Друзья» (советуем взять на заметку)

Легендарное шоу не только развлекало, но и давало полезные подсказки

Playboy
Удар на 445 млрд рублей: во сколько россиянам обошлись продуктовые антисанкции Удар на 445 млрд рублей: во сколько россиянам обошлись продуктовые антисанкции

Российские контрсанкции и их последствия

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
Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта

Каким путем шел к фильму «Однажды в Голливуде» Брэд Питт, а каким — ДиКаприо

Esquire
Женщина, придумавшая русский люкс: какой след оставит в высокой моде Алла Вербер Женщина, придумавшая русский люкс: какой след оставит в высокой моде Алла Вербер

Ее значение для индустрии отечественной моды трудно переоценить

Forbes
Как жить с электронным ПТС. Инструкция Как жить с электронным ПТС. Инструкция

Кто выдает электронные паспорта и как с ними совершать регистрационные действия

РБК
Как студент-недоучка создал финтех-стартап с оценкой в $2 млрд и инвестициями Мильнера Как студент-недоучка создал финтех-стартап с оценкой в $2 млрд и инвестициями Мильнера

Гийом Пуса пришел к успеху из Лозанны через Калифорнию в Сингапур

Forbes
Сделай одолжение Сделай одолжение

Быстрее всего сервис по аренде предметов роскоши растет в Лондоне

Tatler
Пожизненный долг: как банки роют подкоп под рынок потребкредитования Пожизненный долг: как банки роют подкоп под рынок потребкредитования

Высокие риски неплатежей могут привести к полноценному отраслевому кризису

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
Отчаянные влюбленные. Муж и жена создали миллиардную империю, чтобы чаще быть вместе Отчаянные влюбленные. Муж и жена создали миллиардную империю, чтобы чаще быть вместе

Робин Джонс не устраивало то, что ее муж слишком много работал

Forbes
Танец гаденьких утят Танец гаденьких утят

Причины и опасности дисморфофобии у детей

Домашний Очаг
Что делать, если вы ненавидите своего босса Что делать, если вы ненавидите своего босса

Советы, которые помогут разобраться в причинах и справиться с конфликтом

Psychologies
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
6 правил, как жить в удовольствие, от мастера купажа Франсуа Тибо 6 правил, как жить в удовольствие, от мастера купажа Франсуа Тибо

Франсуа Тибо работает в Grey Goose более 20 лет

Esquire
Битва за $33 млн: стартовал плей-офф крупнейшего киберспортивного турнира The International 2019 Битва за $33 млн: стартовал плей-офф крупнейшего киберспортивного турнира The International 2019

Сегодня начинается плей-офф The International по Dota 2

Forbes
Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии

Встреча с потомком русского дворянского рода в Бразилии

Forbes
Личное дело Личное дело

Читательницы делятся историями о том, как искали и нашли эффективные процедуры

Vogue
Где искать работу? Все действенные онлайн и офлайн источники вакансий Где искать работу? Все действенные онлайн и офлайн источники вакансий

Поиск работы — это долгий и кропотливый процесс

Playboy
Мастер Булгакова как венчурный инвестор: прав ли был герой романа, поставив все на один проект Мастер Булгакова как венчурный инвестор: прав ли был герой романа, поставив все на один проект

Насколько эффективной была стратегия главного героя романа «Мастер и Маргарита»

Forbes
Открыть в приложении