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

7 величайших загадок Земли, которые не могут разгадать (откуда взялась вода?) 7 величайших загадок Земли, которые не могут разгадать (откуда взялась вода?)

Мы здесь живем, но знаем о своем доме далеко не все

Playboy
Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров Работа с тенью и коуч Депардье: 9 секретов личного роста от бизнесменов и топ-менеджеров

Истории бизнесменов и топ-менеджеров о личном росте

Forbes
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
Екатерина Рыбакова — о принципах воспитания в семье миллиардера Екатерина Рыбакова — о принципах воспитания в семье миллиардера

Супруги решили направить на благо общества и основали «Рыбаков Фонд»

РБК
«Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина «Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина

Как современные предприниматели строят отношения с деньгами в ХХI веке

Forbes
Как изменились клубы за 10 лет: что вместо гламура, «бухла» и съема на ночь? Как изменились клубы за 10 лет: что вместо гламура, «бухла» и съема на ночь?

Какая трансформация произошла с клубной жизнью за 10 лет

Playboy
ЦБ оценил свои потери от санации проблемных банков ЦБ оценил свои потери от санации проблемных банков

ЦБ оценил свои потери от санации банков по новому механизму

Forbes
Великие сказочники Великие сказочники

Зачем мужчины сочиняют о себе легенды, и почему некоторые женщины на них ведутся

Лиза
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
Samsung представил два новых смартфона Samsung представил два новых смартфона

Samsung представил два новых флагмана — Galaxy Note 10 и Galaxy Note 10+

Forbes
Ловушка для миллиардера: как основатель JD.com оказался в тюрьме после ужина в США Ловушка для миллиардера: как основатель JD.com оказался в тюрьме после ужина в США

Миллиардер Ричард Лю и обвинения в сексуальном насилии

Forbes
Сверлите, Шура: рейтинг лучших сетевых дрелей 2019 Сверлите, Шура: рейтинг лучших сетевых дрелей 2019

На что обратить внимание при выборе сетевой дрели?

CHIP
8 способов испортить занятия любовью: чего никогда и ни с кем не надо делать 8 способов испортить занятия любовью: чего никогда и ни с кем не надо делать

Как за одну секунду все испортить в постели

Playboy
7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня 7 оригинальных и эффективных упражнений для тренировки мозга в течение дня

Ты в курсе, что мозг, как и мышцы, требует постоянной тренировки

Playboy
Поля из деревки — о русской глубинке и популярности Поля из деревки — о русской глубинке и популярности

Поставщица смешных видео о сельских буднях, блогер-миллионщица — @polyaizderevki

РБК
Ли Кайфу: «Люди оказались на земле не для рутинной работы» Ли Кайфу: «Люди оказались на земле не для рутинной работы»

Как искусственный интеллект повлияет на нашу жизнь в ближайшем будущем

РБК
Середина жизни — время снять маску и стать собой Середина жизни — время снять маску и стать собой

Что, если в середине жизни мы больше не хотим носить маску?

Psychologies
Через тернии к звездам Через тернии к звездам

Этим звездам пришлось многое пережить еще в юном возрасте

Лиза
И снова здравствуйте И снова здравствуйте

Рассказываем, почему не стоит возобновлять отношения с бывшим

StarHit
Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли

Все закончилось более чем хорошо, но путь был сложным

Playboy
25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины 25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины

Эта статья поможет тебе прожить чуть более счастливую и долгую жизнь

Maxim
Каким должно быть налогообложение криптовалюты Каким должно быть налогообложение криптовалюты

Как решить вопрос налогообложения криптовалюты?

Forbes
Фрагмент романа «Пещера» нобелевского лауреата Жозе Сарамаго Фрагмент романа «Пещера» нобелевского лауреата Жозе Сарамаго

Фрагмент нового романа «Пещера» нобелевского лауреата Жозе Сарамаго

Esquire
Eddie from the Block Eddie from the Block

Актера Эдди Марсана часто называют гением ролей второго плана

OK!
Камеры начали проверять ОСАГО. Что необходимо об этом знать Камеры начали проверять ОСАГО. Что необходимо об этом знать

Какие камеры научились проверять наличие полисов ОСАГО

РБК
Как я живу на 160 тысяч в месяц: рассказывает программистка и мать двоих детей Как я живу на 160 тысяч в месяц: рассказывает программистка и мать двоих детей

Ольга – программистка из Москвы, которая одна воспитывает двоих детей-подростков

Cosmopolitan
Помогать тем, кто не учится на ошибках, — попусту тратить время и силы Помогать тем, кто не учится на ошибках, — попусту тратить время и силы

Поддерживать стоит только тех друзей, которые извлекают уроки из случившегося

Psychologies
Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ Большой куш: как хоккеисты из России «ограбили» НХЛ

Почему Артемий Панарин теперь будет зарабатывать больше Александра Овечкина

Forbes
Михаил Шуфутинский: Михаил Шуфутинский:

В зрелом возрасте все чаще посещают воспоминания детства

Караван историй
Лучше антидепрессантов: 10 неожиданных вещей, которым вы можете научиться на паруснике Лучше антидепрессантов: 10 неожиданных вещей, которым вы можете научиться на паруснике

Такое путешествие научит вас стойкости и избавит от депрессии

Forbes
Открыть в приложении