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

«Большевики, прямо скажем, хуже дерьма» «Большевики, прямо скажем, хуже дерьма»

Изъятие «излишков» зерна стало главной причиной массового голода на селе

Дилетант
Завтра начинается сегодня Завтра начинается сегодня

Поговорили с женщинами из IT-сферы о трендах, технологиях и будущем

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
Долгое эхо друг друга Долгое эхо друг друга

«Любовный треугольник» превратился в совсем непонятную геометрическую фигуру

StarHit
13 занимательных графиков о современном мире 13 занимательных графиков о современном мире

Смотри, какими замечательными бывают графики

Maxim
Плюс два в августе. Кто может парковаться в Москве бесплатно Плюс два в августе. Кто может парковаться в Москве бесплатно

Владельцы транспорта, которые имеют возможность не платить за парковку

РБК
Отбойники уткнулись в ФСО: когда Кутузовский станет безопасным Отбойники уткнулись в ФСО: когда Кутузовский станет безопасным

Если силовики одобрят идею,высокоаварийная трасса получит разделительные барьеры

РБК
Любовь с компромиссами и без Любовь с компромиссами и без

Как быть, если партнер мешает реализовать ваши собственные потребности и желания

Psychologies
Японский рецепт производительности Японский рецепт производительности

Отношения России и Японии на подъеме

РБК
Актер Юра Борисов — о фильме «Бык», девяностых и митингах Актер Юра Борисов — о фильме «Бык», девяностых и митингах

Актер Юра Борисов о социальных сетях, публичности и ролях русских бандитов

РБК
7 главных новинок МАКС-2019 и другие развлечения авиасалона 7 главных новинок МАКС-2019 и другие развлечения авиасалона

Самые главные экспонаты Международного авиационно-космического салона

Популярная механика
Артём Овчаренко и Анна Тихомирова. Звезды сошлись Артём Овчаренко и Анна Тихомирова. Звезды сошлись

Звезды Большого театра и одна из самых красивых пар русского балета

Караван историй
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
Формула «воздух» Формула «воздух»

В 2020 году должны пройти первые гонки летающих автомобилей

Популярная механика
MAXIM рецензирует бразильскую антиутопию «Божественная любовь» MAXIM рецензирует бразильскую антиутопию «Божественная любовь»

В прокат выходит изобретательно снятая постхристианская фантастика

Maxim
Круговое движение Круговое движение

Как зарабатывают организаторы этапа «Формулы-1» в Сочи

Forbes
#пронауку: надо ли делать 10 тыс. шагов в день #пронауку: надо ли делать 10 тыс. шагов в день

Почему не нужно гнаться за большим количеством шагов в день

РБК
Тест ноутбука Acer Swift 5: легкий, как дуновение ветерка Тест ноутбука Acer Swift 5: легкий, как дуновение ветерка

Acer Swift 5 (NX.H69EG.005) смог произвести неизгладимо приятное впечатление

CHIP
Худший день на Уолл-стрит: состояния 10 миллиардеров в понедельник сократились на $23 млрд Худший день на Уолл-стрит: состояния 10 миллиардеров в понедельник сократились на $23 млрд

Понедельник оказался худшим днем​​ для фондовых рынков с начала 2019 года

Forbes
Мозговой штурм Мозговой штурм

Становятся ли автомобили все более уязвимыми для хакеров

Популярная механика
«Федун — святой человек, трудно его критиковать, но надо». Авен объяснил отказ купить половину «Спартака» в 2014 году «Федун — святой человек, трудно его критиковать, но надо». Авен объяснил отказ купить половину «Спартака» в 2014 году

Миллиардер и болельщик «Спартака» Петр Авен отказался от покупки половины клуба

Forbes
Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны Почему современные тренды ЗОЖ чаще всего ошибочны

С чего на самом деле надо начинать заботу о своем здоровье

СНОБ
«Музыка нас связала»: певицы, которые выходили замуж за продюсеров «Музыка нас связала»: певицы, которые выходили замуж за продюсеров

12 звездных пар, где творческие союзы превратились в брачные

Cosmopolitan
У Эстонии возникли вопросы к проекту самого длинного железнодорожного тоннеля в мире У Эстонии возникли вопросы к проекту самого длинного железнодорожного тоннеля в мире

Таллин и Хельсинки предложили соединить подводным железнодорожным тоннелем

Forbes
Медом намазано! Звезды, которые грызут ногти и не скрывают этого Медом намазано! Звезды, которые грызут ногти и не скрывают этого

Кто из звезд так и не отучился от дурной привычки — читай в нашей статье

Cosmopolitan
Защита или нападение? Защита или нападение?

Плохо, когда ребенок не знает разницы между самообороной и агрессией

Лиза
От одной до бесконечности: футболисты, которые меняют подруг как перчатки От одной до бесконечности: футболисты, которые меняют подруг как перчатки

Футболисты, предпочитающие менять девушек едва ли не каждый сезон

Cosmopolitan
«Милые и отзывчивые». Почему большинство виртуальных помощников — женского пола «Милые и отзывчивые». Почему большинство виртуальных помощников — женского пола

Самые известные голосовые помощники в мире имеют женские голоса и имена

Forbes
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
Расскажите мне про Австралию Расскажите мне про Австралию

29 августа на большие экраны выходит триллер «Я иду искать» с Самарой Уивинг

Grazia
Открыть в приложении