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

Кровные узы Кровные узы

«СтарХит» узнал, почему звезды вычеркнули родных из жизни

StarHit
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
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
Правильная прожарка: как стейки и турецкие кебабы стали трендом этого лета Правильная прожарка: как стейки и турецкие кебабы стали трендом этого лета

В Москве подряд открылось несколько достойных мясных заведений

Forbes
Обзор анализатора климата ClimateGuard: расскажет, что у вас не так Обзор анализатора климата ClimateGuard: расскажет, что у вас не так

Его создатель — не глобальная компания, а российский стартап

CHIP
Принцесса из народа: собираем осенний гардероб как у Меган Маркл в масс-маркете Принцесса из народа: собираем осенний гардероб как у Меган Маркл в масс-маркете

Cosmo проанализировал осенне-зимний гардероб Меган Маркл

Cosmopolitan
Миллиардеры в седле: кто из богатейших россиян увлекается конным спортом Миллиардеры в седле: кто из богатейших россиян увлекается конным спортом

Участники рейтинга Forbes и их близкие, увлеченные конным спортом

Forbes
10 способов выжить в авиакатастрофе 10 способов выжить в авиакатастрофе

Следуйте этим рекомендациям, если хотите быть готовыми к нештатным ситуациям

Популярная механика
«Я, если честно, не жалуюсь на судьбу». Как хоккеист Овечкин распоряжается контрактом на $124 млн «Я, если честно, не жалуюсь на судьбу». Как хоккеист Овечкин распоряжается контрактом на $124 млн

Александр Овечкин увеличивает свой доход не только благодаря рекламе

Forbes
Реальная кхалиси: праправнучка Чингиз-хана не проиграла ни одного боя Реальная кхалиси: праправнучка Чингиз-хана не проиграла ни одного боя

Она доказала, что в ее венах течет кровь великого хана Монгольской империи

Cosmopolitan
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
Парки, ямы, вокзалы: 5 московских мест, которые интернет изменил навсегда Парки, ямы, вокзалы: 5 московских мест, которые интернет изменил навсегда

Примеры, когда интернет изменил городские объекты до неузнаваемости

Forbes
Как русские делают японские машины... лучше Как русские делают японские машины... лучше

Для наших дорог и климата двух японцев-близняшек делали разные "родители"

Популярная механика
Траектория электрички: чего не хватало России, чтобы догнать Германию за 20 путинских лет Траектория электрички: чего не хватало России, чтобы догнать Германию за 20 путинских лет

Наиболее правдоподобный сценарий роста для России — это латиноамериканский

Forbes
Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году? Новый Тарантино: кого же все-таки убили в 1969 году?

Квентин Тарантино опять переиграл историю и показал, что такое фирменное кино

Forbes
Как правильно питаться  офисному работнику Как правильно питаться  офисному работнику

Офис с микроволновками прямо-таки подталкивает тебя к изжоге и ожирению

Maxim
Формула «воздух» Формула «воздух»

В 2020 году должны пройти первые гонки летающих автомобилей

Популярная механика
Стыдно, когда видно Стыдно, когда видно

Рука будто сама тянется написать гадость. Что же тобой движет?

Cosmopolitan
Жесткая дисциплина и ноль демократии: мужской коллектив не место для дискуссий? Жесткая дисциплина и ноль демократии: мужской коллектив не место для дискуссий?

Может ли быть эффективной чисто мужская команда?

Psychologies
Я не вижу ваших рук! Я не вижу ваших рук!

Нарочно не придумаешь, или как Алена Апина выступала с гипсом и в полной темноте

StarHit
«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
Не царское это дело Не царское это дело

Иностранцы, оказавшиеся реальными потомками царской семьи Романовых

GQ
Светлана Миронюк: « Инвестирование в саморазвитие — необходимость, а не эксклюзив» Светлана Миронюк: « Инвестирование в саморазвитие — необходимость, а не эксклюзив»

Непрерывное обучение от рождения до смерти и карьера длиною в 50–60 лет

РБК
Корейская волна: как музыканты из Южной Кореи зарабатывают $57 млн в год на песнях о депрессии и подростковых комплексах Корейская волна: как музыканты из Южной Кореи зарабатывают $57 млн в год на песнях о депрессии и подростковых комплексах

Налоги южнокорейской группы BTS приносят весомый вклад в экономику страны

Forbes
Женщина, придумавшая русский люкс: какой след оставит в высокой моде Алла Вербер Женщина, придумавшая русский люкс: какой след оставит в высокой моде Алла Вербер

Ее значение для индустрии отечественной моды трудно переоценить

Forbes
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
Как привлечь внимание девушки: 10 проверенных способов Как привлечь внимание девушки: 10 проверенных способов

Как привлечь внимание девушки к себе и остаться при этом в выигрыше

Playboy
Испортить юбилей: почему фестиваль «Вудсток-50» сорвался Испортить юбилей: почему фестиваль «Вудсток-50» сорвался

«Вудсток-50», который должен был пройти с 16 по 18 августа, сорвался

РБК
Цифровая жестокость. В чем индийский борец с насилием обвиняет американские корпорации Цифровая жестокость. В чем индийский борец с насилием обвиняет американские корпорации

Сунита Кришнан основала городское убежище для жертв сексуального рабства

Forbes
За электронное ОСАГО выписывают штрафы. Что случилось? За электронное ОСАГО выписывают штрафы. Что случилось?

Инспекторы ГИБДД штрафуют водителей с электронными полисами ОСАГО

РБК
Открыть в приложении