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

Зоя Буряк: «Я влюбчивая, да!» Зоя Буряк: «Я влюбчивая, да!»

На площадке актеры на особом положении

Караван историй
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
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
Грибные штрафы. Как избежать наказания, выезжая на природу Грибные штрафы. Как избежать наказания, выезжая на природу

Что нарушают дачники и любители погулять по лесу, паркуясь на обочинах

РБК
Странные челленджи, мемы и миллиарды коротких видео: почему TikTok стал таким популярным? Странные челленджи, мемы и миллиарды коротких видео: почему TikTok стал таким популярным?

Гид по TikTok: все, что вы хотели знать о самой главной развлекательной соцсети

Esquire
Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли Бессердечный хозяин хотел усыпить ретривера из-за ожирения, но его спасли

Все закончилось более чем хорошо, но путь был сложным

Playboy
Какой антенный кабель нужен для цифрового телевидения? Варианты на выбор Какой антенный кабель нужен для цифрового телевидения? Варианты на выбор

Какой кабель выбрать для цифрового телевидения?

CHIP
6 заблуждений о социопатах 6 заблуждений о социопатах

Что мы знаем о социопатах?

Psychologies
У твоей девушки есть лучший друг? 4 способа не ревновать ее к нему У твоей девушки есть лучший друг? 4 способа не ревновать ее к нему

Тебе все время кажется, что их связывает нечто большее, чем просто дружба

Playboy
Валерий Баринов: «Сейчас время дилетантов и неучей» Валерий Баринов: «Сейчас время дилетантов и неучей»

Актер откровенно рассказал, как он остается в прекрасной форме

StarHit
25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины 25 вещей, которые на самом деле ненавидят женщины

Эта статья поможет тебе прожить чуть более счастливую и долгую жизнь

Maxim
Лови волну! Лови волну!

Муж Елены Летучей отвезет ее на Мальдивы в годовщину свадьбы

StarHit
Вернуться в большой секс Вернуться в большой секс

Как преодолеть кризис после сексуального воздержания и вернуть удовольствие?

Psychologies
Итоги двадцатилетки Путина: как государство завоевало свою собственную экономику Итоги двадцатилетки Путина: как государство завоевало свою собственную экономику

20 лет назад Путин принял экономику, которая находилась в состоянии падения

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

Инспекторы ГИБДД штрафуют водителей с электронными полисами ОСАГО

РБК
Как танцевать в клубе парню: простые движения, лайфхаки и советы Как танцевать в клубе парню: простые движения, лайфхаки и советы

Ты вполне можешь стать королем танцпола, и мы в этом поможем!

Playboy
Скромное обаяние Скромное обаяние

Новое поколение золотой молодежи инвестирует в свое образование

Собака.ru
В курсе тела В курсе тела

Мода действительно взяла курс на разнообразие, или все не так однозначно?

Домашний Очаг
8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания 8 признаков того, что вашего друга захватила фитнес-мания

Как определить, что просто спортивный парень превращается в фитнес-фрика

Psychologies
Мужская берлога Мужская берлога

Мужская квартира может быть не только тотально брутальной

SALON-Interior
6 новых законов, которые сильно изменят жизнь автомобилистов 6 новых законов, которые сильно изменят жизнь автомобилистов

Самые важные законопроекты для автомобилистов, которые приняла Госдума

РБК
История с продолжением История с продолжением

Сара Бертон поговорила с Vogue о прошлом и будущем

Vogue
Сильные женщины никогда не делают это Сильные женщины никогда не делают это

Попробуйте изменить жизнь к лучшему через тренировку «ментальных мышц»

Psychologies
Тест телевизора Sony KD-75XG9505: огромный экран с суперкартинкой Тест телевизора Sony KD-75XG9505: огромный экран с суперкартинкой

UHD-телевизор Sony KD-75XG9505 продемонстрировал хорошее качество изображения

CHIP
Дочь Елены Борщевой: «Появится волшебная палочка – куплю новую квартиру!» Дочь Елены Борщевой: «Появится волшебная палочка – куплю новую квартиру!»

Дочь Елены Борщевой о настоящих мужчинах

StarHit
Как правильно питаться  офисному работнику Как правильно питаться  офисному работнику

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

Maxim
Как обжаловать штрафы. Инструкция для тех, кто не согласен Как обжаловать штрафы. Инструкция для тех, кто не согласен

Куда обращаться для обжалования неправомерных штрафов на дорогах и парковках

РБК
Тест видеокарты Zotac Gaming GeForce RTX 2060 Super Mini Тест видеокарты Zotac Gaming GeForce RTX 2060 Super Mini

Делимся результатами тестирования народной модели RTX 2060 Super

CHIP
Третий путь атомной энергетики Третий путь атомной энергетики

В Курчатовском институте завершается модернизация токамака Т-15

Популярная механика
Открыть в приложении