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

Переменная величина Переменная величина

Насколько важен для нас секс

Psychologies
Впервые в истории Gucci назначили директора по вопросам кадрового разнообразия Впервые в истории Gucci назначили директора по вопросам кадрового разнообразия

В Gucci появится специалист по вопросам разнообразия, равенства и инклюзии

Forbes
Ни пуха ни пера Ни пуха ни пера

Зачем в современном аэропорту Домодедово используются хищные птицы

Вокруг света
Биологические часы Биологические часы

Как заглянуть в прошлое и точно датировать давно минувшие события

Вокруг света
3 фильма, в которых снялись вместе Роберт Де Ниро и Аль Пачино 3 фильма, в которых снялись вместе Роберт Де Ниро и Аль Пачино

Два великих италоамериканца появляются на одном экране редко, но метко

GQ
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
Как прошел фестиваль Present Perfect 2019 в Петербурге: фото Как прошел фестиваль Present Perfect 2019 в Петербурге: фото

В минувшие выходные в Петербурге состоялся юбилейный фестиваль Present Perfect

Cosmopolitan
Как не пропустить ранние признаки деменции: 10 симптомов Как не пропустить ранние признаки деменции: 10 симптомов

47 миллионов людей на Земле страдают от возрастных когнитивных изменений

Популярная механика
Каково это — придумывать световое оформление для Met Gala, тура Дрейка и презентации Porsche Каково это — придумывать световое оформление для Met Gala, тура Дрейка и презентации Porsche

Как двое друзей прошли путь от идейного стартапа до международной компании

Esquire
Станислав Лем о Чернобыле Станислав Лем о Чернобыле

О статье знаменитого писателя Станислава Лема «Урок катастрофы»

Дилетант
«Хватит нам врать»: как прошла самая массовая с 2011 года акция протеста в Москве «Хватит нам врать»: как прошла самая массовая с 2011 года акция протеста в Москве

Репортаж Forbes с митинга «Вернем себе право на выборы»

Forbes
Король севера Король севера

Человек-айсберг, который одной левой мог убить белого медведя

Maxim
Расскажите мне про Австралию Расскажите мне про Австралию

29 августа на большие экраны выходит триллер «Я иду искать» с Самарой Уивинг

Grazia
Контуринг 2.0: учимся рисовать скулы при помощи бронзера Контуринг 2.0: учимся рисовать скулы при помощи бронзера

Что такое tantouring

Cosmopolitan
Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума Фан-зона: 7 молодых российских звезд, по которым скоро все будут сходить с ума

Список селебрити, за которыми точно стоит понаблюдать в 2019-м

Cosmopolitan
Тест ноутбука Acer Swift 5: легкий, как дуновение ветерка Тест ноутбука Acer Swift 5: легкий, как дуновение ветерка

Acer Swift 5 (NX.H69EG.005) смог произвести неизгладимо приятное впечатление

CHIP
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
Выбираем фильтры для воды под мойку: рейтинг 2019 года Выбираем фильтры для воды под мойку: рейтинг 2019 года

Как выбрать подходящий фильтр для воды для своих нужд

CHIP
Пабы, крабы и пираты: особенности яхтинга в разных регионах Пабы, крабы и пираты: особенности яхтинга в разных регионах

Яхтинг с дождями, холодными ветрами и даже современными пиратами

Forbes
Бесят опечатки и грамматические ошибки? Вероятно, вы интроверт! Бесят опечатки и грамматические ошибки? Вероятно, вы интроверт!

Если вы судите о человеке по ошибкам в его текстовых сообщениях, вы интроверт

Psychologies
Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии Русские везде: как Михаил Кожухов нашел русского дворянина в Бразилии

Встреча с потомком русского дворянского рода в Бразилии

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
Звездный состав Звездный состав

Узнали у бьюти-экспертов, за какими ингредиентами будущее уходовой косметики

Glamour
MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров MAXIM рецензирует «Однажды в… Голливуде» Квентина Тарантино. Без спойлеров

Непонятно в принципе, зачем писать рецензии на фильмы Тарантино

Maxim
10 лучших британских футболистов 10 лучших британских футболистов

Вспоминаем лучших игроков Туманного Альбиона за всю историю

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

Как именно выбрать круг для вашей УШМ

CHIP
Что говорят о нас отношения с деньгами Что говорят о нас отношения с деньгами

По тому, как человек относится к деньгам, можно определить его образ мышления

Psychologies
9 правил общения с тревожным человеком 9 правил общения с тревожным человеком

Жизнь с тревожным человеком может обернуться настоящим испытанием

Psychologies
Открыть в приложении