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

Наука и жизнь сто лет назад Наука и жизнь сто лет назад

Тифлиатрия в СССР, пристань для дирижаблей и прочие заметки столетней давности

Наука и жизнь
«Евгений Онегин» и «Онегин-блюз» «Евгений Онегин» и «Онегин-блюз»

Михаил Цитриняк о том, сколь творчество А.С. Пушкина созвучно нынешним временам

Знание – сила
Вместе с семьёй Вместе с семьёй

Этот дом можно назвать воплощением мечты любого горожанина

Идеи Вашего Дома
Эта посредственность Бетховен Эта посредственность Бетховен

Не то чтобы совсем уж бездарность, но... — о чем рассказали генетические тесты?

Знание – сила
Душепарка Душепарка

В России есть свой согревающий напиток – душепарка

КАНТРИ Русская азбука
Подводные лодки с воздухонезависимыми силовыми установками в российском и советском флоте Подводные лодки с воздухонезависимыми силовыми установками в российском и советском флоте

Этапы разработок электрохимических генераторов для ПЛ в СССР и России

Наука и техника
«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
В гостях у природы В гостях у природы

Курилы — острова, на которых всем заправляет Ее Величество Природа

Y Magazine
Мир идей Ричарда Оуэна Мир идей Ричарда Оуэна

В вину ему ставят многое — кто же такой Ричард Оуэн и что он сделал в науке?

Знание – сила
Ветвистоусые летописцы водоёмов Ветвистоусые летописцы водоёмов

Кандидат биологических наук Антон Жаров — о кладоцерной палеореконструкции

Наука и жизнь
Стоп! Снято! Стоп! Снято!

Как снимать бурых медведей, чтобы остаться в живых

2Xplore
Заготовка кормов как бизнес Заготовка кормов как бизнес

Спрос на сено искусственной сушки ежегодно растет на 6–10% в год

Агроинвестор
Первый молочный Первый молочный

Обзор АПК Республики Татарстан

Агроинвестор
1000 км до рассвета 1000 км до рассвета

Покорители Северного полюса делятся секретами выживания в экстремальных условиях

2Xplore
Национальный интерес к АПК Национальный интерес к АПК

Какие агрокомпании перешли под управление Росимущества за последнее время

Агроинвестор
По следам золотодобытчиков По следам золотодобытчиков

Как добывается золото в наши дни?

2Xplore
Время собирать камни Время собирать камни

Топ мест в России, где можно увидеть самые захватывающие валуны

2Xplore
«Сельдь под шубой» «Сельдь под шубой»

Уверенное второе место после оливье в рейтинге самых популярных праздничных блюд

КАНТРИ Русская азбука
Как правильно говорить по телефону Как правильно говорить по телефону

Цитаты из старинных инструкций для владельцев телефона

Наука и жизнь
Pro верить Pro верить

Дизайнер Haval H3 не любил овал

Автопилот
Айдар Галяутдинов Айдар Галяутдинов

«Мы должны быть не спринтерами, а марафонцами»

Агроинвестор
В духе Кандинского В духе Кандинского

Квартира-путешествие в стиле живописи Василия Кандинского

Идеи Вашего Дома
П. – это Александр Сергеевич Пушкин П. – это Александр Сергеевич Пушкин

Большая и обстоятельная статья о Пушкине в словаре Брокгауза и Ефрона

Знание – сила
«Гончаровская» дорога «Гончаровская» дорога

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

Знание – сила
Corso & Co Corso & Co

Как культурное комьюнити Eterotopie вдыхает новую жизнь в древнюю Флоренцию

Seasons of life
История одной блестки История одной блестки

Краткая история мастерской и масок «Кузница чудес»

Seasons of life
Аква инкогнита Аква инкогнита

Как вода нарушает правила жидкостей

Вокруг света
Урожай «горит», вымерзает и тонет Урожай «горит», вымерзает и тонет

Погодные риски оказывают все большее влияние на урожай агрокультур

Агроинвестор
Месть пиратки Жанны Месть пиратки Жанны

За что и кому мстила предводительница пиратов?

Вокруг света
Доверительные отношения Доверительные отношения

Новые стандарты для рынка автомобилей с пробегом

Автопилот
Открыть в приложении