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

Что почитать в день «Звездных вoйн»: 3 отличных книги о далекой галактике Что почитать в день «Звездных вoйн»: 3 отличных книги о далекой галактике

Книги, которые помогут вспомнить вам, за что вы любите «Звездные вoйны»

Популярная механика
Смотри, читай, люби Смотри, читай, люби

Glamour выясняет, какими станут кино, театр и литература лет через 15

Glamour
Употребление картофеля фри связали с ростом риска сахарного диабета Употребление картофеля фри связали с ростом риска сахарного диабета

Регулярное употребление картофеля фри связано с риском сахарного диабета

N+1
Новым машинам запретили парковаться. Что произошло? Новым машинам запретили парковаться. Что произошло?

Новые машины без номеров эвакуируют со всех московских улиц

РБК
Эмоциональный интеллект Эмоциональный интеллект

Новое представление о том, что значит быть «умным»

kiozk originals
Стратегия Вина Дизеля: почему мы продолжаем смотреть «Форсажи» Стратегия Вина Дизеля: почему мы продолжаем смотреть «Форсажи»

Вспоминаем историю «Форсажей» и разбирается, почему боевики интересно смотреть

Esquire
Не только реклама и призовые: как первая ракетка мира Наоми Осака строит бизнес в 21 год Не только реклама и призовые: как первая ракетка мира Наоми Осака строит бизнес в 21 год

Как зарабатывает теннисистка Наоми Осака?

Forbes
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
От Билла Гейтса до Оляши: как семья московских изобретателей запустила глобальный бизнес из гаража От Билла Гейтса до Оляши: как семья московских изобретателей запустила глобальный бизнес из гаража

Бизнес семьи Косиков начался с попытки помочь другу, который остался инвалидом

Forbes
Алексей Климушкин: «Я жадный человек» Алексей Климушкин: «Я жадный человек»

Актер сериала «СашаТаня» на ТНТ о том, как сложно прожить меньше чем на миллион

StarHit
Греф увлекся мультиками: у Сбербанка появится совместное предприятие с «Союзмультфильмом» Греф увлекся мультиками: у Сбербанка появится совместное предприятие с «Союзмультфильмом»

Сбербанк и «Союзмультфильм» создадут совместное предприятие

Forbes
Мужская берлога Мужская берлога

Мужская квартира может быть не только тотально брутальной

SALON-Interior
Ноутбуки для студента или школьника: 3 главные ошибки при выборе Ноутбуки для студента или школьника: 3 главные ошибки при выборе

Кажется, что для учебы подойдет любой недорогой ноут, но это не так

CHIP
Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз Умирающий единорог: как сервис блогов Tumblr стал дороже $1 млрд, а потом подешевел в сотни раз

Кейс Tumblr — это история стартапа на миллиард долларов

Forbes
Креативный директор Montblanc — о винтаже, аутентичности и часах «1858» Креативный директор Montblanc — о винтаже, аутентичности и часах «1858»

У Заима Камаля, креативного директора Montblanc, непростая задача

РБК
Большая разница: может ли коучинг заменить психотерапию? Большая разница: может ли коучинг заменить психотерапию?

Коучи напоминают волшебников из сказок

Psychologies
Чрезвычайное положение Чрезвычайное положение

Старшая дочь министра обороны Юлия Шойгу — боец невидимого фронта

Tatler

Как именно «Вудсток» стал культурной реликвией

Esquire
Скажу за всю Одессу Скажу за всю Одессу

Евгений Цыганов — о любви во время холеры и настоящих мужчинах

Vogue
Бюджетные материнские платы для Ryzen на чипсете А320 Бюджетные материнские платы для Ryzen на чипсете А320

4 лучшие модели материнских плат в самом бюджетном сегменте для AMD

CHIP
Девайсы из СССР: 9 прообразов современной техники Девайсы из СССР: 9 прообразов современной техники

Кухонные комбайны, киновизоры и вафельницы — какими были советские гаджеты

РБК
Правнуки святого Правнуки святого

Супермодель Алина Болотина и ее брат, пианист Александр Болотин

Собака.ru
MAXIM рецензирует блестящий, как лысины его героев, боевик: «Форсаж: Хоббс и Шоу» MAXIM рецензирует блестящий, как лысины его героев, боевик: «Форсаж: Хоббс и Шоу»

Создается ощущение, будто Джонсон и Стэйтем познакомились на уроке химии

Maxim
Наука «Аполлонов» Наука «Аполлонов»

Какие новые знания дали человечеству полёты американских астронавтов на Луну?

Наука и жизнь
Сердца трех Сердца трех

Ян Гэ представила свою вторую полнометражную режиссерскую работу

OK!
До последней капли До последней капли

Чулпан Хаматова — о новом сериале и новом взгляде на благотворительность

Vogue
Большая игра Большая игра

Grazia составила список самых необычных детских ресторанов Москвы

Grazia
Остров-загадка: 10 вещей, ради которых стоит посетить Тайвань Остров-загадка: 10 вещей, ради которых стоит посетить Тайвань

Все развлечения Тайвани — от ночного шоппинга до рассвета на озере Солнца и Луны

Forbes
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
«Принцесса» от модного дома: как инвестфонд владельца Louis Vuitton возрождает производителя элитных яхт «Принцесса» от модного дома: как инвестфонд владельца Louis Vuitton возрождает производителя элитных яхт

Зачем компания Princess владельца Louis Vuitton собирает яхты вручную

Forbes
Открыть в приложении