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

Ген победы. Для чего существует человек? Ответ на этот вопрос тебе может не понравиться Ген победы. Для чего существует человек? Ответ на этот вопрос тебе может не понравиться

О британского ученого-эволюциониста Ричарда Докинза

Maxim
Valio подводит итоги диалога о значимости целей в области устойчивого развития Valio подводит итоги диалога о значимости целей в области устойчивого развития

Valio представила территорию ответственного потребления Valio Clean Life

Cosmopolitan
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
Детям это вредно Детям это вредно

Воспитывая ребенка, мы стараемся учитывать ошибки собственных родителей

Добрые советы
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
Крошечные стражи подземных галактик Крошечные стражи подземных галактик

Корневые системы растений занимают в почве огромные пространства

Наука и жизнь
Сканер поможет: как отсканировать фото и сохранить его в компьютере Сканер поможет: как отсканировать фото и сохранить его в компьютере

Снимки и документы на бумаге долго не хранятся

CHIP
Полный крах: 7 знаменитостей, которые все потеряли Полный крах: 7 знаменитостей, которые все потеряли

Что доводит артистов до банкротства и кто из них преодолел финансовый кризис

РБК
От пяти тысяч до пяти лет. За непропуск «мигалки» накажут по-новому От пяти тысяч до пяти лет. За непропуск «мигалки» накажут по-новому

При самом трагичном исходе нарушитель рискует сесть в тюрьму на несколько лет

РБК
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
Заморская крупа, ставшая национальной русской едой Заморская крупа, ставшая национальной русской едой

Трёхгранные орешки гречихи с незапамятных времён используются человеком в пищу

Наука и жизнь
Какой эхолот лучше выбрать для рыбалки: рейтинг лучших моделей 2019-2020 Какой эхолот лучше выбрать для рыбалки: рейтинг лучших моделей 2019-2020

Сделать рыбалку более результативной позволит рыбопоисковый прибор — эхолот

CHIP
Отправить бабушку в кругосветку. Как туризм старшего поколения привел к переменам в мировой туриндустрии Отправить бабушку в кругосветку. Как туризм старшего поколения привел к переменам в мировой туриндустрии

Старение населения — общемировая тенденция

СНОБ
Ярмарка современного искусства Cosmoscow проанонсировала программу 2019 года Ярмарка современного искусства Cosmoscow проанонсировала программу 2019 года

7-я Международная ярмарка современного искусства Cosmoscow

Cosmopolitan
Король говорит: исследование показало, какой голос нужен для успешной карьеры Король говорит: исследование показало, какой голос нужен для успешной карьеры

Как на общее впечатление и восприятие окружающих влияет наш голос

Forbes
Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Мозамбик Кругосветное путешествие Алексея Камерзанова. Мозамбик

Остров Мозамбик — живое воплощение господства Португалии в регионе

4x4 Club
История создания топсайдеров — яхтенных туфель История создания топсайдеров — яхтенных туфель

Esquire рассказывает историю яхтенных туфель и советует десять классных пар

Esquire
Центр Москвы оставят без такси. Новый запрет уже тестируют Центр Москвы оставят без такси. Новый запрет уже тестируют

«Яндекс.Такси» тестирует блокировку вызовов по адресам, где запрещена остановка

РБК
Климатические мигранты: новое великое переселение народов Климатические мигранты: новое великое переселение народов

Глобальное потепление за 100 лет может запустить самые массовые миграции

Популярная механика
Какой антенный кабель нужен для цифрового телевидения? Варианты на выбор Какой антенный кабель нужен для цифрового телевидения? Варианты на выбор

Какой кабель выбрать для цифрового телевидения?

CHIP
Уроки «Рассказа служанки»: может ли Россия превратиться в тоталитарное общество, где насилуют и угнетают женщин Уроки «Рассказа служанки»: может ли Россия превратиться в тоталитарное общество, где насилуют и угнетают женщин

О физическом и психологическом насилии над женщинами в семье и обществе

Forbes
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
10 выдержанных истин о вине 10 выдержанных истин о вине

Необязательно быть сомелье, чтобы дегустация вина приносила удовольствие

Playboy
Гранит науки: 7 необычных школ Гранит науки: 7 необычных школ

Новое содержание требует новых форм и новых школьных зданий

Вокруг света
Так оно и вышло Так оно и вышло

Прием ведет Джеймс Макэвой, специалист по расщеплению личности

Glamour
Король севера Король севера

Человек-айсберг, который одной левой мог убить белого медведя

Maxim
Тайна «кофейного короля»: что привело к гибели бизнесмена, который научил Индию пить кофе Тайна «кофейного короля»: что привело к гибели бизнесмена, который научил Индию пить кофе

Сын плантатора создал в Индии сеть кофеен и научил «чайную» нацию пить кофе

Forbes
Когда воспитывает (только) мать Когда воспитывает (только) мать

Психоаналитик отвечает на вопросы, которые больше всего тревожат одиноких мам

Psychologies
MAXIM рецензирует блестящий, как лысины его героев, боевик: «Форсаж: Хоббс и Шоу» MAXIM рецензирует блестящий, как лысины его героев, боевик: «Форсаж: Хоббс и Шоу»

Создается ощущение, будто Джонсон и Стэйтем познакомились на уроке химии

Maxim
Кирилл Рихтер: «Мечтам я предпочитаю стратегию!» Кирилл Рихтер: «Мечтам я предпочитаю стратегию!»

Интервью с молодым российским пианистом и композитором Кириллом Рихтером

Cosmopolitan
Открыть в приложении