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

9 правил полезного ужина 9 правил полезного ужина

Эти простые условия помогут быстро и без усилий избавиться от лишнего веса

Лиза
«В Долине не так важно, сколько зарабатываешь». Основательница LinguaTrip о русских стратаперах в США, доме Стива Джобса и важности «смол-токов» «В Долине не так важно, сколько зарабатываешь». Основательница LinguaTrip о русских стратаперах в США, доме Стива Джобса и важности «смол-токов»

Чем инвестор из Долины принципиально отличается от российского?

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
“Компания без офисных битв – неживая система” “Компания без офисных битв – неживая система”

Офис не место для баталий? Как бы не так!

Psychologies
Теплый пол: сколько он «съест» электричества и как экономить? Теплый пол: сколько он «съест» электричества и как экономить?

Кабель,нагревательный мат или углеродные стержни – что выгоднее и экономичнее?

CHIP
Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта Что общего у Леонардо ДиКаприо и Брэда Питта

Каким путем шел к фильму «Однажды в Голливуде» Брэд Питт, а каким — ДиКаприо

Esquire
Расстояние — не преграда для отношений? Расстояние — не преграда для отношений?

Сегодня можно жить на разных континентах и строить отношения

Psychologies
MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров

Непонятно в принципе, зачем писать рецензии на фильмы Тарантино

Maxim
7 простых способов начать правильно питаться (гастрит нам ни к чему) 7 простых способов начать правильно питаться (гастрит нам ни к чему)

Если ты уже давно задумывался, как перестать убивать свой желудок, welcome

Playboy
Великие сказочники Великие сказочники

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

Лиза
Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума

Список селебрити, за которыми точно стоит понаблюдать в 2019-м

Cosmopolitan
Квентин Тарантино: «Мне пора уходить» Квентин Тарантино: «Мне пора уходить»

Квентин Тарантино о том, почему он уходит из кино и чем будет теперь заниматься

Cosmopolitan
Разводы 2019 Разводы 2019

«Татлер» поздравляет десять пар, разбивших в этом году узы брака

Tatler
На цифровой арене На цифровой арене

Как компьютерные видеоигры за 30 лет стали новым видом спорта

Glamour
Нотр-Дам: второе рождение Нотр-Дам: второе рождение

Где в современной Франции взять столько знатоков средневековых ремесел

Огонёк
Тест и обзор цифровой камеры Panasonic Lumix DC-FZ1000 II Тест и обзор цифровой камеры Panasonic Lumix DC-FZ1000 II

Для заказа уже доступна камера Panasonic Lumix FZ1000 II

CHIP
Дети редакции Дети редакции

Российский биолог, кажется, нашел повод изменить ДНК человеческого эмбриона

Популярная механика
KAYA: KAYA:

Как певице KAYA удается популяризировать латиноамериканскую музыку в России

Cosmopolitan
Новый Suzuki Jimny. Больше чем просто больше Новый Suzuki Jimny. Больше чем просто больше

Suzuki JB23, который мы и европейцы называем Jimny, уже очень стар

4x4 Club
Паркуемся Паркуемся

В последние годы московские парки удивительно преобразились!

Лиза
По воздуху или под землей: как подвести электричество к загородному дому? По воздуху или под землей: как подвести электричество к загородному дому?

Подвод электричества к загородному дому: по воздуху или под землей?

CHIP
5 коварных ошибок при сборе чемодана (они превращают путешествие в кошмар) 5 коварных ошибок при сборе чемодана (они превращают путешествие в кошмар)

Идеально упакованный чемодан — почти произведение искусства, плохо — катастрофа

Playboy
Kuznetsky Squad: Kuznetsky Squad:

Группа Kuznetsky Squad рассказала про первый успех, первый концерт и музыку

Cosmopolitan
Почему нам трудно извиняться? Почему нам трудно извиняться?

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

Psychologies
Что можно узнать о деле Чарльза Мэнсона из книги Что можно узнать о деле Чарльза Мэнсона из книги

700 страниц книги о деле Чарльза Мэнсона заменят вам любой криминальный сериал

Esquire
Бьюти-секреты Ирины Шейк, которые не работают Бьюти-секреты Ирины Шейк, которые не работают

Самые спорные бьюти-секреты Ирины Шейк

Cosmopolitan
Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки Как два брата и сестра создали бизнес на $1 млрд, продавая дешевые игрушки

Путь семьи Моубрей к успеху в производстве игрушек был тернистым

Forbes
Ананьеву самолет больше не нужен: его борт выставлен на продажу Ананьеву самолет больше не нужен: его борт выставлен на продажу

Самолет Bombardier Challenger 650 выставлен на продажу

Forbes
Тягостная Мосгордума Тягостная Мосгордума

Откуда снова взялись массовые протесты

Русский репортер

Как именно «Вудсток» стал культурной реликвией

Esquire
Открыть в приложении