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

Следите за руками: как распознать популярные жесты Следите за руками: как распознать популярные жесты

Движения рук могут подчас рассказать о человеке больше, чем слова

Psychologies
Высокобюджетное искусство. Самые богатые театры Минкульта Высокобюджетное искусство. Самые богатые театры Минкульта

Какие театры из тех, что в федеральном подчинении, получают больше субсидий?

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Мультики для Грефа: зачем «Союзмультфильму» совместное предприятие со Сбербанком Мультики для Грефа: зачем «Союзмультфильму» совместное предприятие со Сбербанком

Как удалось увлечь Грефа мультфильмами и что происходит с российской анимацией

Forbes
Забойные истории Забойные истории

Как Александр Щукин попал в список Forbes, а потом оказался под домашним арестом

Forbes
Тест AMD Ryzen 9 3900X: чудо-процессор, который подойдет для работы и игр Тест AMD Ryzen 9 3900X: чудо-процессор, который подойдет для работы и игр

Ryzen 9 3900X во время тестовых испытаний зарекомендовал себя как чудо-CPU

CHIP
«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
7 классных книг о Фриде Кало, Джорджии О'Кифф и других женщинах-художницах 7 классных книг о Фриде Кало, Джорджии О'Кифф и других женщинах-художницах

Биографии, которыми вы зачитаетесь, от кратких до 800-страничных

Vogue
Алкогений: Амедео Модильяни Алкогений: Амедео Модильяни

Стихией Модильяни были крайности

Maxim
Лучшие цитаты фитнес-фриков о тренировках Лучшие цитаты фитнес-фриков о тренировках

Собрали для вас цитаты тех, кому не чужд фитнес

Psychologies
«Убийца» Boeing и Airbus: первый китайский среднемагистральный лайнер «Убийца» Boeing и Airbus: первый китайский среднемагистральный лайнер

Выпуск широкофюзеляжника CR929 от COMAC

Популярная механика
Черные лебеди России. Почему события лета 2019-го могут стать предвестниками перемен Черные лебеди России. Почему события лета 2019-го могут стать предвестниками перемен

События, которые вполне могут определить новый вектор нашей внутренней политики

СНОБ
Альпийский флагман Европы Альпийский флагман Европы

Швейцарская экономика продолжает расти, несмотря на глобальные риски

РБК
Комета по имени Алла... Комета по имени Алла...

Мои соболезнования близким и многочисленным друзьям этой необыкновенной женщины

StarHit
Асфальтовые джунгли. Как мегаполисы пытаются впустить в себя дикую природу Асфальтовые джунгли. Как мегаполисы пытаются впустить в себя дикую природу

Для чего на крыше Берлинского кафедрального собора живут тысячи пчел

Forbes
5 способов прикинуться знатоком у барной стойки (приятно побыть экспертом) 5 способов прикинуться знатоком у барной стойки (приятно побыть экспертом)

Эти советы помогут получить одобрительный взгляд от бармена

Playboy
5 потрясающих пляжей, где вас обязательно съедят... или убьют 5 потрясающих пляжей, где вас обязательно съедят... или убьют

Многие места на планете на деле являются смертельными ловушками

Популярная механика
Кого и почему раздражают кормящие матери Кого и почему раздражают кормящие матери

Когда мы видим женщину, кормящую грудью, мы сталкиваемся с гаммой чувств

Psychologies
В лечении рака должен быть совершенно иной подход В лечении рака должен быть совершенно иной подход

Борясь с раком, мы плохо себе представляем, что это такое

Наука и жизнь
«Восточного» коварство «Восточного» коварство

Как американский бизнесмен Майкл Калви оказался за решеткой

Forbes
Выбираем электрокотел на дачу: 5 факторов на которые стоит обратить внимание Выбираем электрокотел на дачу: 5 факторов на которые стоит обратить внимание

На что обратить внимание, чтобы купить качественный котел по оптимальной цене

CHIP
Как организован лотерейный бизнес в России и кто выигрывает миллионы Как организован лотерейный бизнес в России и кто выигрывает миллионы

5 лет назад лотереи стали государственными — число участников постоянно растет

РБК
Почему не нужно надеяться на лучшее: отрывок из книги Почему не нужно надеяться на лучшее: отрывок из книги

Отрывок из книги Марка Мэнсона «Все хреново: книга о надежде»

Esquire
3 оптимальных бюджетных HDD емкостью от 10 Тбайт 3 оптимальных бюджетных HDD емкостью от 10 Тбайт

Места много не бывает: вот несколько моделей больших винчестеров

CHIP
Вице-президент adidas Russia — о футболе, переезде в Москву и экотрендах Вице-президент adidas Russia — о футболе, переезде в Москву и экотрендах

Рейчел Ховард в компании adidas вот уже 17 лет

РБК
Почем Гренландия? Почем Гренландия?

Как торговое предложение Дональда Трампа раздосадовало датчан

Огонёк
В отеле Pullman Сочи Центр прошел wellness-тур В отеле Pullman Сочи Центр прошел wellness-тур

Бренд Pullman и Сара Хоуи разработали комплексную оздоровительную программу

Cosmopolitan
Скандальный госдолг: автор идеи скупки бондов «Россия-30» рассказал о появлении схемы Скандальный госдолг: автор идеи скупки бондов «Россия-30» рассказал о появлении схемы

Как структуры группы Вадима Беляева собрали у себя половину выпуска госдолга

Forbes
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
Бабушкин гарнитур. Какие российские интерьеры вышли из моды навсегда Бабушкин гарнитур. Какие российские интерьеры вышли из моды навсегда

Тренды, которые за 10-15 лет успели устареть

Forbes
Открыть в приложении