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

У каждой своя «изюминка»: 7 фактов о женском месте Х (вы точно удивитесь) У каждой своя «изюминка»: 7 фактов о женском месте Х (вы точно удивитесь)

Самое важное и интересное о женском месте Х

Playboy
Зачем мы бегаем? Зачем мы бегаем?

Что заставляет людей изнурительно тренироваться?

Psychologies
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
Почему обезжиренные продукты вредны для здоровья и еще 3 факта о пользе жира Почему обезжиренные продукты вредны для здоровья и еще 3 факта о пользе жира

При слове «жир» девушек охватывает настоящая паника

Cosmopolitan
«Не хватает установок». Что будет с ценами на бензин осенью «Не хватает установок». Что будет с ценами на бензин осенью

Почему нефтяные компании отказались от коллективного сдерживания цен

РБК
Любите врагов своих… ради самих себя Любите врагов своих… ради самих себя

Вдруг враги приносят нам пользу и на самом деле их есть за что ценить?

Psychologies
Как китайцы будут ломать льды Северного Ледовитого океана: сила атома Как китайцы будут ломать льды Северного Ледовитого океана: сила атома

К освоению Северного морского пути помимо России хотят приступить другие страны

Популярная механика
Правнуки святого Правнуки святого

Супермодель Алина Болотина и ее брат, пианист Александр Болотин

Собака.ru
Стив Джобс 70-х: как Джон Делореан создал автомобиль из фильма «Назад в будущее» и потерял всё Стив Джобс 70-х: как Джон Делореан создал автомобиль из фильма «Назад в будущее» и потерял всё

Биография Джона Делореана — это история визионера, мечта которого не сбылась

Forbes
Банк для подростков: нужно ли ходить на голове, чтобы понравиться подрастающему поколению Банк для подростков: нужно ли ходить на голове, чтобы понравиться подрастающему поколению

Как запросы сегодняшних тинейджеров изменят ретейл, сферу услуг и банкинг?

Forbes
Особое положение Особое положение

ЗОЖ-эксперт рассказала поделилась бьюти-лайфхаками во время беременности

Cosmopolitan
Сердце не камень Сердце не камень

Дизайнер Арик Леви прославился скульптурами, воспевающими поэзию камня

AD
Пожилой миллиардер и правитель Малайзии: за кого выходят замуж королевы красоты Пожилой миллиардер и правитель Малайзии: за кого выходят замуж королевы красоты

Кого выбирают себе в мужья дамы, чью привлекательность признали официально

Cosmopolitan
Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе

Идрис Эльба становится для российских школьников примером для подражания

GQ
Пиксельные миры: лучшие лицензионные сервера Майнкрафт Пиксельные миры: лучшие лицензионные сервера Майнкрафт

В нашем списке - только лицензионные, белые и пушистые серверы для Майнкрафт

CHIP
10 самых нелепых летательных аппаратов Второй мировой 10 самых нелепых летательных аппаратов Второй мировой

Многие самолёты во время Второй мировой войны получились странными и нелепыми

Популярная механика
Вы будете голыми и вам будет стыдно: темные стороны нейросетей Вы будете голыми и вам будет стыдно: темные стороны нейросетей

Какие опасности в себе таит искусственный интеллект и нейросети?

Популярная механика
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
«Вернуться домой в 33: что я поняла за два года жизни с токсичной матерью» «Вернуться домой в 33: что я поняла за два года жизни с токсичной матерью»

Отношения с матерью — почти всегда история непростая

Psychologies
33 тысячи труб: как устроен орган 33 тысячи труб: как устроен орган

Это единственный музыкальный инструмент, внутрь которого можно зайти

Популярная механика
Как обманывают в фитнес-клубах: 23 уловки, из-за которых ты рискуешь потерять деньги и здоровье Как обманывают в фитнес-клубах: 23 уловки, из-за которых ты рискуешь потерять деньги и здоровье

Не во всех фитнес-клубах любят и ценят своих клиентов

Maxim
10 лучших банков для российских миллионеров — 2019 10 лучших банков для российских миллионеров — 2019

Ежегодный рейтинг лучших российских и иностранных банков для миллионеров

Forbes
Наталья Сиднеева: пример для подражания Наталья Сиднеева: пример для подражания

Наталья Синдеева о пути от секретаря до одного из главных медиаменеджеров страны

Cosmopolitan
Тест AMD Ryzen 9 3900X: чудо-процессор, который подойдет для работы и игр Тест AMD Ryzen 9 3900X: чудо-процессор, который подойдет для работы и игр

Ryzen 9 3900X во время тестовых испытаний зарекомендовал себя как чудо-CPU

CHIP
Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо Андрей Дмитриев: В моей кровати спала Софи Марсо

Легендарный эстет Андрей Дмитриев создал идеальную петербургскую квартиру

Собака.ru
Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших

Какую станцию купить: глубинную или поверхностную, с эжектором или без него

CHIP
Когда воспитывает (только) мать Когда воспитывает (только) мать

Психоаналитик отвечает на вопросы, которые больше всего тревожат одиноких мам

Psychologies
Как изменить жизнь, изменив систему ценностей? Как изменить жизнь, изменив систему ценностей?

Насколько важно «ценностно совпадать» с партнером, коллегами, друзьями?

Psychologies
Написанному верить? Написанному верить?

Онлайн-френды из соцсетей подчас нам кажутся ближе, чем реальные друзья

Лиза
L'One против Тимати, «блокадница» Бузова и другие громкие скандалы звезд за лето L'One против Тимати, «блокадница» Бузова и другие громкие скандалы звезд за лето

Громкие скандалы звезд за лето 2019

Cosmopolitan
Открыть в приложении