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

Дети восходящего солнца: 16 удивительных фактов о японцах Дети восходящего солнца: 16 удивительных фактов о японцах

Местные традиции японцев

Вокруг света
«Спорт работает как гербалайф»: как раввин Александр Борода готовится пробежать Ironman «Спорт работает как гербалайф»: как раввин Александр Борода готовится пробежать Ironman

Раввин рассказал, как он подсел на спортивные эндорфины

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

Интервью с молодым российским пианистом и композитором Кириллом Рихтером

Cosmopolitan
Когда воспитывает (только) мать Когда воспитывает (только) мать

Психоаналитик отвечает на вопросы, которые больше всего тревожат одиноких мам

Psychologies
8 причин отдохнуть в отеле Lujo в Бодруме 8 причин отдохнуть в отеле Lujo в Бодруме

Новый турецкий отель, расположенный в Бодруме

РБК
Как обжаловать штрафы. Инструкция для тех, кто не согласен Как обжаловать штрафы. Инструкция для тех, кто не согласен

Куда обращаться для обжалования неправомерных штрафов на дорогах и парковках

РБК
Mail.ru Group купит каршеринг-агрегатор YouDrive Mail.ru Group купит каршеринг-агрегатор YouDrive

Mail.ru Group купит контрольный пакет акций каршеринг-агрегатора YouDrive

Forbes
Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии

Встреча с потомком русского дворянского рода в Бразилии

Forbes
Как мы учились дома Как мы учились дома

Мы попросили родителей, чьи дети учатся дома, поделиться опытом

Домашний Очаг
Kuznetsky Squad: Kuznetsky Squad:

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

Cosmopolitan
6 способов найти скрытую проводку под штукатуркой 6 способов найти скрытую проводку под штукатуркой

Есть несколько способов найти скрытую проводку в стене. Читайте о них в статье

CHIP
«Коммерсантъ» узнал об утечке данных 70 000 клиентов Бинбанка «Коммерсантъ» узнал об утечке данных 70 000 клиентов Бинбанка

Персональные данные 70 000 клиентов Бинбанка утекли в интернет

Forbes
Мотивация по-русски Мотивация по-русски

Российский рынок коучинга, менторства и бизнес-тренингов меньше американского

РБК
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
Роковая цифра Роковая цифра

Кинорежиссер Алексей Учитель снимает художественный фильм «47»

OK!
Настоящий детектив: второй сезон «Охотника за разумом» получился гораздо увлекательнее первого Настоящий детектив: второй сезон «Охотника за разумом» получился гораздо увлекательнее первого

Сериал снят в лучших традициях «Зодиака»

Esquire
От ворот поворот От ворот поворот

«СтарХит» составил рейтинг самых обсуждаемых разведенок

StarHit
6 доказательств, что быть одному — гораздо круче, чем кажется (одиночки рулят) 6 доказательств, что быть одному — гораздо круче, чем кажется (одиночки рулят)

Быть одиноким — не проклятие, а при правильном подходе — наслаждение

Playboy
Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так) Пара устроила романтичную фотосессию, где муж бреет жену налысо (но все не просто так)

Храбро, красиво и очень трогательно

Playboy
6 психических расстройств, о которых нужно знать 6 психических расстройств, о которых нужно знать

В последние годы мы все чаще слышим о психических расстройствах

Домашний Очаг
Двадцать лет с Путиным: куда мы пришли и куда идти дальше? Двадцать лет с Путиным: куда мы пришли и куда идти дальше?

Каков баланс плюсов и минусов пройденного Россией пути

Forbes
Действительно ли мы худеем, когда много потеем (спойлер: не во всех случаях) Действительно ли мы худеем, когда много потеем (спойлер: не во всех случаях)

Сейчас ты узнаешь, как обильное потоотделение связано с потерей веса

Playboy
Продукты, которые нас разоряют: как авокадо и матча поработили наши кошельки Продукты, которые нас разоряют: как авокадо и матча поработили наши кошельки

Какие продукты нас разоряют и кто за этим стоит

Forbes
«Я могу умереть — ты будешь воспитывать дочку»: срочно нужна помощь! «Я могу умереть — ты будешь воспитывать дочку»: срочно нужна помощь!

Они сидят и вспоминают тот момент, когда впервые узнали свой диагноз

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

На что обратить внимание при выборе сетевой дрели?

CHIP
«Если бы я был русским, взял бы Escalade». Интервью с вице-президентом GM «Если бы я был русским, взял бы Escalade». Интервью с вице-президентом GM

Интервью топ-менеджера компании General Motors Джулиана Блиссета

РБК
На восьмом небе от счастья На восьмом небе от счастья

Солист группы «Градусы» Роман Пашков вскоре во второй раз станет отцом

OK!
«Власть от продюсеров переходит к сценаристам»: как будут развиваться онлайн-кинотеатры в России «Власть от продюсеров переходит к сценаристам»: как будут развиваться онлайн-кинотеатры в России

Как аудитория потребляет видеоконтент, и что ждет его дистрибуцию в будущем

Forbes
Штрафы ГИБДД хотят массово отменять. Что случилось? Штрафы ГИБДД хотят массово отменять. Что случилось?

У водителей может появиться возможность отменять все штрафы ГИБДД

РБК
Открыть в приложении