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

Зима близко: руководство по тренировкам в холодную погоду Зима близко: руководство по тренировкам в холодную погоду

Занятия в холодное время года дают особые преимущества

Men’s Health
Наука «Аполлонов» Наука «Аполлонов»

Какие новые знания дали человечеству полёты американских астронавтов на Луну?

Наука и жизнь
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
Китайское предупреждение: как глобальные рынки реагируют на риск торговых войн Китайское предупреждение: как глобальные рынки реагируют на риск торговых войн

Торговая война Китая и США вступила в новую фазу. Какие выводы сделают инвесторы

Forbes
Рик Росс – большой босс в мире хип-хопа Рик Росс – большой босс в мире хип-хопа

Рик Росс все еще на гребне волны

GQ
«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
Остров-загадка: 10 вещей, ради которых стоит посетить Тайвань Остров-загадка: 10 вещей, ради которых стоит посетить Тайвань

Все развлечения Тайвани — от ночного шоппинга до рассвета на озере Солнца и Луны

Forbes
“Кафе “Донс Плам” — экспериментальный фильм с Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайром. И актеры его стыдятся “Кафе “Донс Плам” — экспериментальный фильм с Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайром. И актеры его стыдятся

История фильма, которого стыдятся Леонардо ДиКаприо и Тоби Магуайр

Esquire
Действительно ли мы худеем, когда много потеем (спойлер: не во всех случаях) Действительно ли мы худеем, когда много потеем (спойлер: не во всех случаях)

Сейчас ты узнаешь, как обильное потоотделение связано с потерей веса

Playboy
Не быть Харви Вайнштейном: почему фильм о крахе скандального продюсера не говорит о самом главном Не быть Харви Вайнштейном: почему фильм о крахе скандального продюсера не говорит о самом главном

Почему создатели фильма «Быть Харви Вайнштейном» «не докрутили» историю

Forbes
Одна вокруг света. Зачем в Африке русская ушанка Одна вокруг света. Зачем в Африке русская ушанка

42-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко и ее собаки

Forbes
Заповедник священных чудовищ. Дмитрий Быков о том, как русская культура стала заложницей властной иерархии Заповедник священных чудовищ. Дмитрий Быков о том, как русская культура стала заложницей властной иерархии

Писатель Дмитрий Быков рассуждает о патерналистском характере

Forbes
Черные лебеди России. Почему события лета 2019-го могут стать предвестниками перемен Черные лебеди России. Почему события лета 2019-го могут стать предвестниками перемен

События, которые вполне могут определить новый вектор нашей внутренней политики

СНОБ
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
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
Одна вокруг света. Женский взгляд на африканский автосервис Одна вокруг света. Женский взгляд на африканский автосервис

40-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко

Forbes
Пять модных архивов в инстаграме, на которые стоит подписаться Пять модных архивов в инстаграме, на которые стоит подписаться

Историки моды, в чьих аккаунтах собраны хиты и редкие публикации из глянца

Vogue
Все что нам надо Все что нам надо

Наш обзор вполне достижимых свершений заставит вас вспомнить о радости жизни

Playboy
6 неполадок в квартире, которые гораздо опаснее, чем кажутся (похоже, весь дом под угрозой) 6 неполадок в квартире, которые гораздо опаснее, чем кажутся (похоже, весь дом под угрозой)

Мелкие проблемы, которые со временем перерастают в большую головную боль

Playboy
Этим летом вас согреет только спорт Этим летом вас согреет только спорт

Девять классных соревнований, в которых можно поучаствовать

GQ
Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших Насосная станция для частного дома: советы по выбору и рейтинг лучших

Какую станцию купить: глубинную или поверхностную, с эжектором или без него

CHIP
Это интимно Это интимно

Откровенный разговор с опытным гинекологом

Лиза
Отдыхай как богиня: Cosmo рекомендует отель Nana Princess на Крите Отдыхай как богиня: Cosmo рекомендует отель Nana Princess на Крите

Подумываешь, где бы провести отпуск в самом конце сезона?

Cosmopolitan
Мастер Булгакова как венчурный инвестор: прав ли был герой романа, поставив все на один проект Мастер Булгакова как венчурный инвестор: прав ли был герой романа, поставив все на один проект

Насколько эффективной была стратегия главного героя романа «Мастер и Маргарита»

Forbes
От хлорофиллов к эндорфинам: почему все помешались на растениях От хлорофиллов к эндорфинам: почему все помешались на растениях

Почему миллениалы увлекаются растениеводством и как разбить сады Семирамиды

РБК
10 лучших фильмов Шона Коннери 10 лучших фильмов Шона Коннери

Десять наших любимых фильмов с Шоном Коннери

GQ
«Не надо нас дискредитировать»: что организаторы российских фестивалей думают о «Шашлык Live» и Meat & Beat «Не надо нас дискредитировать»: что организаторы российских фестивалей думают о «Шашлык Live» и Meat & Beat

Что думают эксперты и организаторы фестивалей о «Шашлык Live» и Meat & Beat?

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

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

Cosmopolitan
Марсианский доктор. Как разработчик видеоигр спасет космонавтов Марсианский доктор. Как разработчик видеоигр спасет космонавтов

Level Ex — разработчик видеоигр, который помогает астронавтам оставаться в форме

Forbes
«Ни один заяц не пострадал»: как я перестал бояться беспилотников «Ни один заяц не пострадал»: как я перестал бояться беспилотников

У компании «Яндекс» есть собственный «детский сад» для беспилотных машин

Популярная механика
Открыть в приложении