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

Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость Иммунитет от хамства: как реагировать на грубость

Как защититься от хамства, не опускаясь до него?

Psychologies
Путешественник по жизни: как стать лучшей версией себя Путешественник по жизни: как стать лучшей версией себя

Почему нас так тянет в другие города и страны?

Psychologies
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз

Кейс Tumblr — это история стартапа на миллиард долларов

Forbes
Валерия: «Сын тайно женился» Валерия: «Сын тайно женился»

Певица Валерия о новом статусе и открытии реабилитационного центра

StarHit
Мужская берлога Мужская берлога

Мужская квартира может быть не только тотально брутальной

SALON-Interior
Один домa Один домa

Многозарядный гранатомет ГМ-94

Популярная механика
Четверка по поведению Четверка по поведению

Дэнни Бойл и Ричард Кертис рассказали GQ, как избавили мир от The Beatles

GQ
Короче, надо смотреть Короче, надо смотреть

В Калининграде в седьмой раз прошел фестиваль короткометражного кино «Короче»

OK!
Как молодая мать зарабатывает 100 млн в год на производстве красок для мебели Как молодая мать зарабатывает 100 млн в год на производстве красок для мебели

Производство экокраски для мебели и мастер-классы по декору приносят ей прибыль

Forbes
Формула «воздух» Формула «воздух»

В 2020 году должны пройти первые гонки летающих автомобилей

Популярная механика
«У нас принято композитора нагибать как можно ниже»: почему талант в России не гарантирует заработков «У нас принято композитора нагибать как можно ниже»: почему талант в России не гарантирует заработков

Отрывок из книги Алексея Мунипова «Фермата. Разговоры с композиторами»

Forbes
Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова Авиакомпании сократили число рейсов в построенный Вексельбергом аэропорт Саратова

«Аэрофлот» и S7 сократят количество рейсов в новый аэропорт Саратова

Forbes
Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть Депутатская неожиданность: 13 цитат наших политиков, после которых так и тянет оскорбить власть

Политики и депутаты иногда бывают удивительно честными

Maxim
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
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
Просвещенный абсолютизм XXI века: как изменились страна и власть за 20 лет при Путине Просвещенный абсолютизм XXI века: как изменились страна и власть за 20 лет при Путине

Эпоха Путина запомнится как самое благополучное время в истории России

Forbes
Лучшие кроссовки июля 2019 Лучшие кроссовки июля 2019

Самые интересные релизы кроссовок середины лета

Esquire
Учим язык тела: 7 скрытых посланий и расшифровка (почему она подняла брови?) Учим язык тела: 7 скрытых посланий и расшифровка (почему она подняла брови?)

Симпатия или обман? Иногда эти знаки бывает легко перепутать

Playboy
Плохие новости из Вашингтона: твит Трампа и новые санкции напугали инвесторов Плохие новости из Вашингтона: твит Трампа и новые санкции напугали инвесторов

Фондовые индексы США и России упали, о панической распродаже говорить пока рано

Forbes
10 выдержанных истин о вине (чтобы не только притворяться экспертом, но и быть им) 10 выдержанных истин о вине (чтобы не только притворяться экспертом, но и быть им)

Не обязательно быть сомелье, чтобы дегустация вина приносила удовольствие

Playboy
Идеи для бизнеса. Три мнения о Volvo S90 Идеи для бизнеса. Три мнения о Volvo S90

Как шведам удалось почти догнать лидеров сегмента

РБК
7 классных книг о Фриде Кало, Джорджии О'Кифф и других женщинах-художницах 7 классных книг о Фриде Кало, Джорджии О'Кифф и других женщинах-художницах

Биографии, которыми вы зачитаетесь, от кратких до 800-страничных

Vogue
Миль во всём мире Миль во всём мире

История одной вертолётной семьи

Дилетант
Гендерно-нейтральное воспитание: дать ребенку выбор Гендерно-нейтральное воспитание: дать ребенку выбор

Что такое внегендерное воспитание? Чем оно отличается от традиционного?

Psychologies
Диджитал-макияж: как Наталья Водянова подарила вторую жизнь стартапу из Петербурга Диджитал-макияж: как Наталья Водянова подарила вторую жизнь стартапу из Петербурга

Сервис для «оживления» селфи Ommy не пользовался высоким спросом у аудитории

Forbes
В отеле Pullman Сочи Центр прошел wellness-тур В отеле Pullman Сочи Центр прошел wellness-тур

Бренд Pullman и Сара Хоуи разработали комплексную оздоровительную программу

Cosmopolitan
Эксперт — о медтуризме, лечении рака в России и за рубежом и китайской медицине Эксперт — о медтуризме, лечении рака в России и за рубежом и китайской медицине

Татьяна Соколов раскрывает азы медицинской географии

РБК
Правила жизни Мэрилин Монро Правила жизни Мэрилин Монро

Американская актриса, певица и модель. Умерла в возрасте 36 лет в Лос-Анджелесе

Esquire
Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей Винтажная сборка: 7 самых красивых и дорогих ретро-автомобилей

Дмитрий Октябрьский рассказывает о самых дорогих автомобилях своей коллекции

Forbes
Открыть в приложении