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

Логика VS интуиция Логика VS интуиция

Как быть, если чувства подсказывают тебе действовать иначе?

Лиза
Марина Зудина: Марина Зудина:

С Олегом Павловичем я ощущала себя абсолютно защищенной

Караван историй
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Холодные, собранные, методичные: психология массовых убийц Холодные, собранные, методичные: психология массовых убийц

Мы привыкли считать, что массовые убийцы психически нездоровы. Но это не так

Psychologies
Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе Какие кроссовки носили мужчины на этой неделе

Идрис Эльба становится для российских школьников примером для подражания

GQ
20 обещанных сиквелов, которые так и не будут сняты 20 обещанных сиквелов, которые так и не будут сняты

Все перечисленные фильмы постигло бесчестье

Maxim
Лови волну! Лови волну!

Муж Елены Летучей отвезет ее на Мальдивы в годовщину свадьбы

StarHit
10 карьерных правил от великих полководцев 10 карьерных правил от великих полководцев

Карьерные советы от полководцев, которые сумели дожить хотя бы до 50 лет

Maxim
Кто создает концертные костюмы для Розалии Кто создает концертные костюмы для Розалии

Звезда испанской сцены покоряет не только голосом, но и эффектными нарядами

Vogue
Полное погружение Полное погружение

Как иммерсивное обучение приходит в компании и школы

РБК
8 лайфхаков, которые должен знать каждый владелец собаки 8 лайфхаков, которые должен знать каждый владелец собаки

Эти лайфхаки помогут существенно облегчить уход за животным

Популярная механика
Памяти энергетического оргазма. Почему мы запускаем клуб персонального развития Forbes Ontology Памяти энергетического оргазма. Почему мы запускаем клуб персонального развития Forbes Ontology

Нужна легализация технологий персонального развития для бизнес-аудитории

Forbes
Студентка довела себя до анорексии, похудев до 32 килограммов Студентка довела себя до анорексии, похудев до 32 килограммов

Девушка каждый день ходила в спортзал и свела рацион к 500 калориям

Cosmopolitan
История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина История и геополитика. Что думает гражданин Грузии о выступлении Владимира Путина

«Сноб» публикует письмо Гурама Гамрекели (митрополита Руставского Иоанна)

СНОБ
Буря в «Озере»: перешел ли Сергей Чемезов на сторону народа? Буря в «Озере»: перешел ли Сергей Чемезов на сторону народа?

Сергей Чемезов неожиданно прокомментировал московские акции протеста

Forbes
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
Медом намазано! Звезды, которые грызут ногти и не скрывают этого Медом намазано! Звезды, которые грызут ногти и не скрывают этого

Кто из звезд так и не отучился от дурной привычки — читай в нашей статье

Cosmopolitan
Квентин Тарантино Квентин Тарантино

Действительно ли «Однажды в Голливуде» станет предпоследним фильмом Тарантино?

Maxim
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
Чувство вины: защита или нападение Чувство вины: защита или нападение

Почему мы часто чувствуем себя виноватыми, даже не делая ничего плохого

Psychologies
Патриарх малой авиации: Ан-2 «Кукурузник» Патриарх малой авиации: Ан-2 «Кукурузник»

Россия создает замену легкому многоцелевому биплану Ан-2

Популярная механика
10 самых высокооплачиваемых актеров мира. Рейтинг Forbes 10 самых высокооплачиваемых актеров мира. Рейтинг Forbes

Рейтинг самых высокооплачиваемых актеров мира

Forbes
Kuznetsky Squad: Kuznetsky Squad:

Группа Kuznetsky Squad рассказала про первый успех, первый концерт и музыку

Cosmopolitan
«А ведь я тебе так верил(а)!»: правила для тех, кому изменили «А ведь я тебе так верил(а)!»: правила для тех, кому изменили

Сталкиваясь с изменой, мы можем испытывать целую гамму чувств

Psychologies
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
8 неожиданных причин, почему мы храпим (в некоторых случаях надо обратиться к врачу) 8 неожиданных причин, почему мы храпим (в некоторых случаях надо обратиться к врачу)

8 неочевидных причин храпа, о которых ты должен знать

Playboy
Как Киану Ривз снова стал одной из главных звезд Голливуда Как Киану Ривз снова стал одной из главных звезд Голливуда

Как Киану Ривз, чуть не провалившись в пучину забвения, с триумфом вернулся

Esquire
Чиновники помогут бизнесу внедрить мировые стандарты ответственности Чиновники помогут бизнесу внедрить мировые стандарты ответственности

Власти озаботились ответственностью бизнеса

Forbes
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
Дорогие сердцу Дорогие сердцу

Аромат по цене сумки — тяжелая ноша женщин с хорошим вкусом

Vogue
Открыть в приложении