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

Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают Что быстрые углеводы делают с телом и почему не все диетологи их запрещают

Действительно ли быстрые углеводы являются причиной лишних кило?

Cosmopolitan
Рик Росс – большой босс в мире хип-хопа Рик Росс – большой босс в мире хип-хопа

Рик Росс все еще на гребне волны

GQ
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
В Пекин со своим самоваром. Что светит российскому бизнесу в Китае В Пекин со своим самоваром. Что светит российскому бизнесу в Китае

Экономика Китая производит гипнотическое впечатление на российских бизнесменов

Forbes
Надежда Оболенцева и Резо Гигинеишвили: «Любовь – это принятие, понимание и прощение» Надежда Оболенцева и Резо Гигинеишвили: «Любовь – это принятие, понимание и прощение»

Зачем люди женятся и есть ли в браке личное пространство

Grazia
Я не вижу ваших рук! Я не вижу ваших рук!

Нарочно не придумаешь, или как Алена Апина выступала с гипсом и в полной темноте

StarHit
Поздняя ягода Поздняя ягода

Ягоды у этой лианы вкусные и полезные, особенно богаты они витамином С

Наука и жизнь
Отдых и физические нагрузки влияют на нашу карьеру сильнее, чем мы думаем Отдых и физические нагрузки влияют на нашу карьеру сильнее, чем мы думаем

Без отдыха и спорта мы можем рухнуть с карьерного Олимпа

Psychologies
Долой серость Долой серость

Дарья Майер оформила квартиру в Санкт‑Петербурге, избегая серого цвета

AD
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
Безумный король Патрик Бирн. История краха бизнесмена, сдавшего властям США Марию Бутину Безумный король Патрик Бирн. История краха бизнесмена, сдавшего властям США Марию Бутину

Наполеоновские планы Патрика Бирна и их плохая реализация

Forbes
Бесят опечатки и грамматические ошибки? Вероятно, вы интроверт! Бесят опечатки и грамматические ошибки? Вероятно, вы интроверт!

Если вы судите о человеке по ошибкам в его текстовых сообщениях, вы интроверт

Psychologies
Тест ноутбука HP 15-db1002ng: отличная производительность от AMD и оснащение Тест ноутбука HP 15-db1002ng: отличная производительность от AMD и оснащение

HP 15-db1002ng способен оставить всех конкурентов позади

CHIP
«Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России «Комик может вести свадьбы, если он мазохист»: как живут и сколько зарабатывают стендаперы в России

О том, как стендап в России становился профессией и сколько зарабатывают комики

Forbes
Борис Зарьков: «Успешные люди не позволяют стереотипам управлять своей жизнью» Борис Зарьков: «Успешные люди не позволяют стереотипам управлять своей жизнью»

Мы взяли первое совместное интервью у Бориса Зарькова и его жены Ирины

GQ
На своих двоих На своих двоих

Доказано: даже 5-минутные пешие прогулки полезны

Лиза
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
Как правильно пить с начальником? 5 главных заповедей, и тебя точно не уволят Как правильно пить с начальником? 5 главных заповедей, и тебя точно не уволят

Выпить в компании босса может быть честью, но это весьма коварная ситуация

Playboy
Траектория электрички: чего не хватало России, чтобы догнать Германию за 20 путинских лет Траектория электрички: чего не хватало России, чтобы догнать Германию за 20 путинских лет

Наиболее правдоподобный сценарий роста для России — это латиноамериканский

Forbes
Голос темнокожих женщин. Лауреат Нобелевской премии по литературе Тони Моррисон умерла 5 августа в возрасте 88 лет Голос темнокожих женщин. Лауреат Нобелевской премии по литературе Тони Моррисон умерла 5 августа в возрасте 88 лет

Отрывок из романа Тони Моррисон «Возлюбленная»

Forbes
7 дней счастья: челлендж, который научит радоваться жизни 7 дней счастья: челлендж, который научит радоваться жизни

Проверенные научные методы, которые помогут побороть хандру

РБК
Так оно и вышло Так оно и вышло

Прием ведет Джеймс Макэвой, специалист по расщеплению личности

Glamour
Сила традиций. Как различаются представления об идеальном лидере в разных культурах Сила традиций. Как различаются представления об идеальном лидере в разных культурах

В большинстве стран дети воспитываются по-разному в зависимости от их пола

Forbes
Что делать в Москве в этот уик-энд? Что делать в Москве в этот уик-энд?

Смотрим много Тарантино и подпеваем Роберту Смиту и Дженнифер Лопес

GQ
Тест LG G8s ThinQ: элегантный и быстрый High-End смартфон Тест LG G8s ThinQ: элегантный и быстрый High-End смартфон

LG G8s ThinQ показал себя как отличный высококачественный смартфон

CHIP
Пожизненный срок для экс-президента: в Киргизии решили штурмом взять резиденцию Алмазбека Атамбаева Пожизненный срок для экс-президента: в Киргизии решили штурмом взять резиденцию Алмазбека Атамбаева

Спецназ начал штурм резиденции бывшего президента Киргизии Алмазбека Атамбаева

Forbes
Паркуемся Паркуемся

В последние годы московские парки удивительно преобразились!

Лиза
Весна на Байкале: 23 фотографии самого глубокого и старейшего озера на Земле Весна на Байкале: 23 фотографии самого глубокого и старейшего озера на Земле

Ух, от такой красоты аж дух захватывает

Playboy
Почему нам трудно извиняться? Почему нам трудно извиняться?

Извиняясь, мы чувствуем себя неловко, но вместе с тем испытываем облегчение

Psychologies
Король севера Король севера

Человек-айсберг, который одной левой мог убить белого медведя

Maxim
Открыть в приложении