Что такое умные полимеры и почему их использование в медицине так важно?

Наука и жизньFan

Умные полимеры в медицине

Кандидат химических наук Анна Ефимова, химический факультет МГУ им. М. В. Ломоносова.

Искусственные мышечные волокна из электроактивного полимерного материала для робототехники. Волокна сжимаются и разжимаются под действием электрического тока. Фото: Токийский технологический институт

В последние десятилетия стремительно развивается научная область, связанная с разработкой нового поколения полимерных материалов, получивших название умных, или интеллектуальных. Их свойства можно изменять небольшим воздействием физических, химических, биологических и иных стимулов.

Но давайте вспомним, что же такое полимеры. Это вещества, состоящие из макромолекул, которые, в свою очередь, построены из многократно повторяющихся мономерных звеньев. У макромолекул высокая молекулярная масса, а их размеры превосходят размеры «обычных» молекул в тысячи раз. Среди наиболее длинных из них — природные молекулы ДНК, число звеньев в цепи которых может достигать 109—1010. Свойства полимеров обусловлены большой длиной, цепным строением и гибкостью составляющих их макромолекул.

На основе умных полимеров получают материалы, запрограммированные на определённый отклик на внешнее воздействие. Внешними стимулами, резко изменяющими свойства полимеров, могут быть температура, рН, влажность, электрические или магнитные поля, облучение и др. Чтобы вызвать существенные изменения свойств материала, обычно достаточно незначительных изменений в окружающей среде.

Примеры умных полимеров — стимул-чувствительные материалы для биомедицинской инженерии, электрохромные материалы* для изготовления жидкокристаллических дисплеев, краска для автомобилей, «залечивающая» царапины. К числу умных материалов относятся и связующие почв, основу которых составляют поликомплексы с участием гидрогелей (сетчатых полимеров) и полимеров линейного строения. На поверхности почвы такой комплекс формирует защитную плёнку, препятствующую развитию водной и ветровой эрозии. При этом частицы гидрогеля можно использовать в качестве резервуара для биоактивных веществ, стимулирующих рост растений. Разработаны чувствительные полимерные сенсоры, сигнализирующие о присутствии вредных веществ изменением цвета. Примеры таких сенсоров — полимерные плёнки из материала, чувствительного к нитритам, под действием которых он меняет цвет, или же — полимер с порами, повторяющими форму молекул бензапирена, благодаря чему бензапирен легко проникает в полимерную матрицу, что сопровождается изменением цвета.

O'qishni davom ettirish uchun tizimga kiring. Bu tez va bepul.

Roʻyxatdan oʻtish orqali men foydalanish shartlari 

Tavsiya etilgan maqolalar

О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Сколько деревьев должно быть в городе и друг ли нам автомобиль

Наука и жизнь
Чужой, Годзилла, Саурон: в честь кого теперь называют животных Чужой, Годзилла, Саурон: в честь кого теперь называют животных

Новые имена в биологии, которые отсылают к персоналиям или поп-культуре

Наука и техника
Гурьевская каша Гурьевская каша

Одна каша занимает особое место в гастрономической летописи страны

КАНТРИ Русская азбука
Кулебяка Кулебяка

Царица русских застолий с эффектом Lego: кулебяка

КАНТРИ Русская азбука
Точь-в-точь Точь-в-точь

Достопримечательности России, удивительно похожие на уголки других государств

2Xplore
«Академикам-медикам не нашлось места в зале общего собрания» «Академикам-медикам не нашлось места в зале общего собрания»

Исполнилось 80 лет со дня основания медицинской академии наук СССР

Наука
«Художества и науки» в Петербургской Академии наук 1724—1803 «Художества и науки» в Петербургской Академии наук 1724—1803

О появлении современной науки: Великая дивергенция и благотворное влияние церкви

Знание – сила
Айдар Галяутдинов Айдар Галяутдинов

«Мы должны быть не спринтерами, а марафонцами»

Агроинвестор
Русская Ниагара Русская Ниагара

На семиместном кроссовере Geely в поисках нашего Окаванго

Автопилот
Доверительные отношения Доверительные отношения

Новые стандарты для рынка автомобилей с пробегом

Автопилот
Нобелевские премии по физике в контексте истории Нобелевские премии по физике в контексте истории

Как присуждалась Нобелевская премия по физике в начале XX века

Наука и жизнь
Шёлковая собачка! Шёлковая собачка!

Как удалось вывести австралийского силки терьера?

Наука и жизнь
Метрология в поисках фундаментальных единиц Метрология в поисках фундаментальных единиц

Почему метрология самая передовая наука в мире?

Наука и техника
«Гончаровская» дорога «Гончаровская» дорога

«Как я жалею, что на пути моем из Петербурга не заехал я в Ярополец»

Знание – сила
Вилла с фресками Вилла с фресками

Дом среди виноградников Венето, в котором встретились дизайн XVI и XX веков

Seasons of life
На радиоволне На радиоволне

Стильные и атмосферные апартаменты в здании бывшего НИИ радиосвязи

Идеи Вашего Дома
Коллекция космических диковин: кольца и внутренняя часть системы Сатурна Коллекция космических диковин: кольца и внутренняя часть системы Сатурна

Сатурн: необычные кольца, спутники-пастухи и виртуальные спутники

Наука и техника
Молдова – бессарабский приют Пушкина Молдова – бессарабский приют Пушкина

Дороги Пушкина – какими они были? И как он пришел в знойные степи Молдавии?

Знание – сила
В духе Кандинского В духе Кандинского

Квартира-путешествие в стиле живописи Василия Кандинского

Идеи Вашего Дома
Pro верить Pro верить

Дизайнер Haval H3 не любил овал

Автопилот
Кто является автором результатов деятельности искусственного интеллекта? Кто является автором результатов деятельности искусственного интеллекта?

Подлежат ли правовой охране результаты деятельности искусственного интеллекта?

Наука и техника
Гравилаты, скромные и обаятельные Гравилаты, скромные и обаятельные

Скромный гравилат — витиеватый житель наших лесов

Наука и жизнь
Раскрывая загадки Марса Раскрывая загадки Марса

Исследование Марса началось давно, еще 3,5 тысячи лет назад, в Древнем Египте

Знание – сила
«Никогда еще не видал я чужой земли…» «Никогда еще не видал я чужой земли…»

Виктор Гуминский достает с полки «Путешествие в Арзрум»...

Знание – сила
Упоительный аромат настоящих ромашек Упоительный аромат настоящих ромашек

Настоящих ромашек всего две — аптечная и зелёная

Наука и жизнь
Acta diurna populi Romani: первая публичная газета Acta diurna populi Romani: первая публичная газета

Первая газета: Acta diurna populi Romani – «Ежедневные дела римского народа»

Знание – сила
Итальяно веро Итальяно веро

История старинного дома на флорентийской виа делла Пергола, ставшего галереей

Seasons of life
Аква инкогнита Аква инкогнита

Как вода нарушает правила жидкостей

Вокруг света
La grande bellezza La grande bellezza

Рассуждения о профессии реставратора и воспоминания о флорентийском наводнении

Seasons of life
Поток Святского Поток Святского

Тунгусский метеорит – одна из главных тайн ХХ века

Знание – сила
Открыть в приложении