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

Пожарная тревога Пожарная тревога

Почти 3 миллиона гектаров леса охвачены огнем в Сибири и на Дальнем Востоке

StarHit
Обзор смартфона Honor 20 Pro: санкции ему нипочем! Обзор смартфона Honor 20 Pro: санкции ему нипочем!

Чем модель отличается от Honor 20 и какой смартфон лучше купить — обзор

CHIP
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
Новым машинам запретили парковаться. Что произошло? Новым машинам запретили парковаться. Что произошло?

Новые машины без номеров эвакуируют со всех московских улиц

РБК
Минкультуры требует разбора строек Минкультуры требует разбора строек

Владимир Мединский попросил Генпрокуратуру проверить работу подрядчиков

РБК
Покидая Голливуд: что не так с документальным фильмом про главного монстра Лос-Анджелеса Харви Вайнштейна Покидая Голливуд: что не так с документальным фильмом про главного монстра Лос-Анджелеса Харви Вайнштейна

Рассказываем, чем интересен фильм «Быть Харви Вайнштейном»

Esquire
Кенгуру в снегу: необычная погода в Австралии Кенгуру в снегу: необычная погода в Австралии

На юго-восточном побережье Австралии прошел необычно сильный снегопад

National Geographic
Крошечные стражи подземных галактик Крошечные стражи подземных галактик

Корневые системы растений занимают в почве огромные пространства

Наука и жизнь
И стены помогают И стены помогают

Московская квартира дизайнера Екатерины Нечаевой

AD
Девятый Путь. Приключения команды «ГАЗ Рейд Спорт» на «Шёлковом пути» Девятый Путь. Приключения команды «ГАЗ Рейд Спорт» на «Шёлковом пути»

Об этой гонке хочется вспоминать снова и снова

4x4 Club
«Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина «Я никогда ничем не хотел владеть». Правила потребления основателя Qlean Александра Коровина

Как современные предприниматели строят отношения с деньгами в ХХI веке

Forbes
Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях Тяжеловесы SMM:  Хабиб Нурмагомедов попал в число звезд спорта с самыми популярными аккаунтами в соцсетях

Серия постов Месси с упоминанием Adidas принесли бренду $6,9 млн выручки

Forbes
ЕСПЧ обязал Россию выплатить €34 000 вдове и матери Магнитского ЕСПЧ обязал Россию выплатить €34 000 вдове и матери Магнитского

По решению суда, Россия должна выплатить вдове и матери Магнитского €34 000

Forbes
«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
Михаил Горбачёв: «Лёша, б...!» Михаил Горбачёв: «Лёша, б...!»

Президент Горбачёв не смотрел сериал «Чернобыль», но очень им интересовался

Дилетант
Камеры начали проверять ОСАГО. Что необходимо об этом знать Камеры начали проверять ОСАГО. Что необходимо об этом знать

Какие камеры научились проверять наличие полисов ОСАГО

РБК
Квентин Тарантино: «Мне пора уходить» Квентин Тарантино: «Мне пора уходить»

Режиссер рассказал Cosmo о своем предпоследнем фильме «Однажды… в Голливуде»

Cosmopolitan
Милые бранятся Милые бранятся

Друзья Майли Сайрус просят не винить ее в расставании с Лиамом Хемсвортом

StarHit
Маринованная акула и личный небоскреб: 10 странных покупок миллиардеров Маринованная акула и личный небоскреб: 10 странных покупок миллиардеров

О чем мечтают самые богатые бизнесмены и общественные деятели

РБК
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
Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет Хрупкая надежда на свободу: почему в Гонконге миллионы людей выходят на протесты и к чему это приведет

Почему протесты в Гонконге достигли таких масштабов и к чему они ведут

Esquire
33 тысячи труб: как устроен орган 33 тысячи труб: как устроен орган

Это единственный музыкальный инструмент, внутрь которого можно зайти

Популярная механика
Место положения: где рожали Волочкова, Миддлтон и другие звезды Место положения: где рожали Волочкова, Миддлтон и другие звезды

О том, где предпочитают рожать знаменитости

Cosmopolitan
Зачем мы бегаем? Зачем мы бегаем?

Что заставляет людей изнурительно тренироваться?

Psychologies
Протесты в столице поддержала треть москвичей Протесты в столице поддержала треть москвичей

Почти треть москвичей поддерживают протесты из-за снятых с выборов кандидатов

Forbes
Макс Барских об уходе со сцены и об отношении к тому, что его копируют Макс Барских об уходе со сцены и об отношении к тому, что его копируют

Макс Барских рассказал о планах на ближайшее будущее

Cosmopolitan
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
Нелли Блай — женщина, стоявшая у истоков журналистских расследований Нелли Блай — женщина, стоявшая у истоков журналистских расследований

В числе первых, кто взялся за серьезные темы, была журналистка Нелли Блай

Esquire
Новая цена нефти. Как повлияют на стоимость барреля Иран, ОПЕК, США и глобальная рецессия Новая цена нефти. Как повлияют на стоимость барреля Иран, ОПЕК, США и глобальная рецессия

Каких цен на нефть теперь стоит ждать?

Forbes
Новая нефть: как стать миллиардером на обработке данных Новая нефть: как стать миллиардером на обработке данных

Если данные — это новая нефть, то Alteryx — нефтепровод

Forbes
Открыть в приложении