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

Королевские игры Оливии Колман Королевские игры Оливии Колман

Оливия Колман приняла "монарший венец" из рук Клэр Фой

Караван историй
Величайший шоумен: как сын основателя Forbes превратил семейное издательство во всемирно известный бренд Величайший шоумен: как сын основателя Forbes превратил семейное издательство во всемирно известный бренд

О том, как Малькольму удалось превратить издание во всемирно известный бренд

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
Артём Овчаренко и Анна Тихомирова. Звезды сошлись Артём Овчаренко и Анна Тихомирова. Звезды сошлись

Звезды Большого театра и одна из самых красивых пар русского балета

Караван историй
7 мест, в которых можно вернуться в детство и оторваться по полной 7 мест, в которых можно вернуться в детство и оторваться по полной

Семь потрясающих мест, где можно гарантированно вернуться в детство

Популярная механика
7 вещей в твоей квартире, которые привлекают насекомых-вредителей 7 вещей в твоей квартире, которые привлекают насекомых-вредителей

Тебе ведь не нужны малоприятные мелкие «соседи»?

Playboy
Слуховые аппараты круче биткоинов. Как выглядит счастливая старость на самом деле Слуховые аппараты круче биткоинов. Как выглядит счастливая старость на самом деле

Пока весь мир пытается обрести бессмертие, старость все еще приходит к людям

Forbes
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
Намного чаще, чем в Европе: авиакомпании рассказали о столкновениях самолетов с птицами в России Намного чаще, чем в Европе: авиакомпании рассказали о столкновениях самолетов с птицами в России

Самолеты в России сталкиваются с птицами намного чаще, чем в Европе

Forbes
Большая перемена Большая перемена

В прокат выходит девятый по счету фильм серии «Форсаж» – «Хоббс и Шоу»

Grazia
Как я провел лето с роботом и смог ли он облегчить мою жизнь Как я провел лето с роботом и смог ли он облегчить мою жизнь

Роботы не устроят Третью мировую, но точно смогут упростить жизнь

Популярная механика
Репортаж с места события Репортаж с места события

Алёна Пенева встретилась с военным корреспондентом и писателем Михаилом Зыгарем

Cosmopolitan
Трамп-Айленд: зачем президент США хочет купить Гренландию Трамп-Айленд: зачем президент США хочет купить Гренландию

Интерес Дональда Трампа к Гренландии вызвал недоумение у владельца острова

Forbes
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
Спасти от самого себя: как лечат аутоиммунные заболевания Спасти от самого себя: как лечат аутоиммунные заболевания

Лекарство от болезней иммунной системы оказалось спрятано в ней самой

Популярная механика
Гузель Яхина — о Чулпан Хаматовой, сталинистах и любимых сериалах Гузель Яхина — о Чулпан Хаматовой, сталинистах и любимых сериалах

Интервью с автором романа «Зулейха открывает глаза» Гузель Яхиной

РБК
Гжегож Крыховяк: «Костюм может рассказать о твоем характере все» Гжегож Крыховяк: «Костюм может рассказать о твоем характере все»

Классической одежде, Неймаре и лучшем вратаре в мире

GQ
«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
Скандальный госдолг: автор идеи скупки бондов «Россия-30» рассказал о появлении схемы Скандальный госдолг: автор идеи скупки бондов «Россия-30» рассказал о появлении схемы

Как структуры группы Вадима Беляева собрали у себя половину выпуска госдолга

Forbes
Уловки госконтракта: почему банковская гарантия не гарантирует от СИЗО Уловки госконтракта: почему банковская гарантия не гарантирует от СИЗО

Когда банковская гарантия или залог исключают мошенничество?

Forbes
Поводырь Поводырь

Любителям фантастики

Наука и жизнь
«Профессия повара — самая недооцененная в России». Владимир Мухин о том, почему российские рестораны стали попадать в мировые рейтинги «Профессия повара — самая недооцененная в России». Владимир Мухин о том, почему российские рестораны стали попадать в мировые рейтинги

Владимир Мухин, шеф-повар: о зарплате его поваров и обете молчания

Forbes
6 правил, как жить в удовольствие, от мастера купажа Франсуа Тибо 6 правил, как жить в удовольствие, от мастера купажа Франсуа Тибо

Франсуа Тибо работает в Grey Goose более 20 лет

Esquire
Отчаянные влюбленные. Муж и жена создали миллиардную империю, чтобы чаще быть вместе Отчаянные влюбленные. Муж и жена создали миллиардную империю, чтобы чаще быть вместе

Робин Джонс не устраивало то, что ее муж слишком много работал

Forbes
Сверлите, Шура: рейтинг лучших сетевых дрелей 2019 Сверлите, Шура: рейтинг лучших сетевых дрелей 2019

На что обратить внимание при выборе сетевой дрели?

CHIP
Как жил и одевался сын Америки и просто хороший человек Джон Ф. Кеннеди-младший Как жил и одевался сын Америки и просто хороший человек Джон Ф. Кеннеди-младший

Esquire вспоминает, как жил и одевался любимец всей Америки

Esquire
Джессика Альба: «С меня хватит!» Джессика Альба: «С меня хватит!»

Сosmo отправился к актрисе домой, чтобы выяснить, как ей удается всё успевать

Cosmopolitan
Музей Орсе в Париже и микродом в Токио: 10 главных архитектурных проектов, созданных женщинами Музей Орсе в Париже и микродом в Токио: 10 главных архитектурных проектов, созданных женщинами

Сегодня женщины наравне с мужчинами проектируют лучшие здания мира

Forbes
Нередактированные: фотограф показал моделей с особенностями Нередактированные: фотограф показал моделей с особенностями

Валиид Шах вдохновил многих людей показать свое тело и рассказать свою историю

Cosmopolitan
Открыть в приложении