ИТАКА, Нью-Йорк. Освоив мир простых полимеров, инженеры-материаловеды теперь обратят свое внимание на сложные, «самоорганизующиеся» полимеры. И это окажет глубокое влияние на нашу жизнь - возможно, благодаря возможности защитить крылья самолета ото льда, как пишет ученый из Корнелла в последнем выпуске журнала Science (29 августа 1997 г.).
«Это начало новой эры в исследованиях полимеров, - сказал Кристофер К. Обер, адъюнкт-профессор материаловедения и инженерии инженерного колледжа Корнельского университета.«Прямо сейчас мы используем простые полимеры, такие как пластик, в нашей повседневной жизни; в этом больше нет ничего особенного. Но с новыми сложными полимерами у нас могут быть материалы, поверхности которых, например, могут быть спроектированы так, чтобы заметно отличаться от полимера внутри. Другой пример. - это сверхпрочный полимер с водоотталкивающей поверхностью, который можно использовать для крыла самолета, которое не обледеневает. И мы делаем первые шаги в новую эру».
Обер говорит, что в новую эпоху сложных, самоорганизующихся полимеров, созданных путем заимствования свойств самообработки и сложных функций природных полимеров, начинают появляться различные типы продуктов. Сложные полимеры в настоящее время рассматриваются как пригодные для изготовления пленок и поверхностей, состоящих из множества саморастущих слоев, каждый из которых выполняет различные функции. Он добавляет, что благодаря спонтанно выращенным цилиндрам внутри полимерной структуры технология может использовать такие цилиндры для проводов молекулярного масштаба - проводов диаметром до 100 ангстрем.«Мы можем сделать это, контролируя молекулярную геометрию полимера», - сказал он. «Благодаря этим новым типам полимеров мы начинаем строить такие же сложные биологические системы».
Murugappan Muthukumar из Массачусетского университета в Амхерсте, EdwinL. Томас из Массачусетского технологического института и Обер опубликовали приглашенную статью в журнале Science под названием «Конкурирующие молекулярные взаимодействия и формирование упорядоченных структур разной длины в самоорганизующихся полимерных материалах». Эта статья входит в число шести статей в специальном разделе, посвященном микроструктурной инженерии материалов.
Финансирование этого исследования сложных полимеров было предоставлено Управлением военно-морской исследовательской лаборатории, Управлением спонсируемых исследований ВВС и Национальным научным фондом. Исследование было проведено Цзяньго Ваном, докторантом Корнельского университета в области материаловедения и инженерии, и Гопином Мао, старшим научным сотрудником Корнельского университета в области материаловедения и инженерии.
Продуманное использование самоорганизующихся материалов, к которым относятся жидкие кристаллы, блок-сополимеры, комплексы с водородными связями и многие природные полимеры, может стать ключом к разработке новых структур и устройств во многих передовых технологических отраслях. Теперь синтетические структуры разрабатываются с учетом только одного процесса формирования структуры, сказал Обер. С помощью сложных самоорганизующихся полимеров можно создавать многослойные устройства молекулярного масштаба, где каждый слой - например, на пленке - для определенной цели.
«Представьте, что вы выращиваете разные слои для разных функций», - сказал Обер. «У этого есть возможные приложения для биотехнологии, разработки датчиков и даже умных поверхностей. Примером, где можно использовать сложные полимеры, могут быть датчики, изготовленные с использованием этой технологии, где мы могли скоро можно будет контролировать свойства крови или другие биологические функции. Когда-нибудь можно будет производить такие микроэлектронные датчики непосредственно из сложного полимера в один этап обработки."
-30-