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

Жатва Гиппократа Жатва Гиппократа

Что нового в медицине в последние 20 лет начавшегося века

Maxim
Каким получился фильм «Однажды в... Голливуде» Квентина Тарантино Каким получился фильм «Однажды в... Голливуде» Квентина Тарантино

В российский прокат вышел фильм Квентина Тарантино «Однажды в... Голливуде»

РБК
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
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
“Кафе “Донс Плам” — экспериментальный фильм с Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайром. И актеры его стыдятся “Кафе “Донс Плам” — экспериментальный фильм с Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайром. И актеры его стыдятся

История фильма, которого стыдятся Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайр

Esquire
Как удержать мужчину Как удержать мужчину

7 советов, которые не оставят ему выбора существовать без вас

StarHit
«Чудо в кукурузном поле»: как пилоты A321 совершили почти невозможное, действуя не по инструкции «Чудо в кукурузном поле»: как пилоты A321 совершили почти невозможное, действуя не по инструкции

Почему случившееся в Подмосковье похоже на чудо

Esquire
Действительно ли растительный белок «легче» и безопаснее мясного Действительно ли растительный белок «легче» и безопаснее мясного

Глава из книги Юрия Гичева «Веганы против мясоедов. В поисках золотой середины»

СНОБ
Есть ли шанс, что мы живем в «Матрице» Есть ли шанс, что мы живем в «Матрице»

Многие физики всерьез обсуждают теорию о том, что наш мир — лишь матрица

Esquire
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
Что происходит с авторскими ужастиками? Объясняем на примере «Коко-ди Коко-да» и еще 9 арт-хорроров 2019 года Что происходит с авторскими ужастиками? Объясняем на примере «Коко-ди Коко-да» и еще 9 арт-хорроров 2019 года

Перечисляем десять самых высоколобых страшилок года

Esquire
Почему отменили «Вудсток» и есть ли будущее у больших музыкальных фестивалей Почему отменили «Вудсток» и есть ли будущее у больших музыкальных фестивалей

Что важно знать об экологических, культурных и социальных последствиях

Vogue
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
Танец гаденьких утят Танец гаденьких утят

Причины и опасности дисморфофобии у детей

Домашний Очаг
Сцена успеха. Зачем бизнесменам курсы актерского мастерства Сцена успеха. Зачем бизнесменам курсы актерского мастерства

Курсы лидерства и лекции по саморазвитию больше не в тренде

Forbes
Диски для болгарки: как их правильно выбирать? Диски для болгарки: как их правильно выбирать?

Как именно выбрать круг для вашей УШМ

CHIP
Как все успевать и почему время сегодня — это привилегия Как все успевать и почему время сегодня — это привилегия

Почему мы себе не принадлежим

РБК
Жизнь после ICO-хайпа: что ждет рынок коллективных инвестиций Жизнь после ICO-хайпа: что ждет рынок коллективных инвестиций

Снижение криптовалютного рынка вызвало падение интереса инвесторов к ICO

Forbes
«Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка «Современное искусство интереснее, чем спа в пустыне». Новый арт-директор Cosmoscow о потенциале русского рынка

Ярмарка Cosmoscow наращивает свою интеллектуальную мощь

Forbes
У автомобилистов сгорят штрафы. Что случилось? У автомобилистов сгорят штрафы. Что случилось?

Водители получили шанс обжаловать полученные штрафы

РБК
Разговаривая с незнакомцами, мы становимся счастливее Разговаривая с незнакомцами, мы становимся счастливее

Общение даже со случайными попутчиками делает нас чуточку счастливее

Psychologies
Детские миры Детские миры

В интерьере детских комнат хочется отразить характеры маленьких хозяев

SALON-Interior
Мастер Булгакова как венчурный инвестор: прав ли был герой романа, поставив все на один проект Мастер Булгакова как венчурный инвестор: прав ли был герой романа, поставив все на один проект

Насколько эффективной была стратегия главного героя романа «Мастер и Маргарита»

Forbes
Эпоха раздора: почему молодые русские режиссеры снимают кино про лихие 90-е? Эпоха раздора: почему молодые русские режиссеры снимают кино про лихие 90-е?

В прокат выходит “Бык” Бориса Акопова

Esquire
Путин ехал без шлема. Юрист объяснил, почему так можно Путин ехал без шлема. Юрист объяснил, почему так можно

Почему президенту РФ не выпишут штраф за поездку на мотоцикле без шлема

РБК
Занесите в протокол Занесите в протокол

Инстаграм-коучи по питанию взялись лечить нас биодобавками

Tatler
Заморская крупа, ставшая национальной русской едой Заморская крупа, ставшая национальной русской едой

Трёхгранные орешки гречихи с незапамятных времён используются человеком в пищу

Наука и жизнь
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
Отдых и физические нагрузки влияют на нашу карьеру сильнее, чем мы думаем Отдых и физические нагрузки влияют на нашу карьеру сильнее, чем мы думаем

Без отдыха и спорта мы можем рухнуть с карьерного Олимпа

Psychologies
6 раз, когда звездам было противно целовать партнера по фильму 6 раз, когда звездам было противно целовать партнера по фильму

Иногда даже поцелуй суперзвезды с суперзвездой может быть неприятным

Playboy
Открыть в приложении