Полимеры – это класс химических веществ, который с уверенностью можно назвать венцом эволюции неживого мира. Эти высокомолекулярные соединения обладают необычайным разнообразием строения полимерных цепочек, что дает им набор разнообразнейших свойств. Именно поэтому находят широкое применение в различных сферах: одежда, бытовая техника, компьютеры, автомобили – всё это и многое другое во многом состоит из материалов, получаемых путем синтеза продуктов нефтепереработки.
В настоящее время синтетические полимеры активно используются в качестве конструкционных материалов для изготовления разных изделий, оборудования общего и специального назначения, а технологии их производства постоянно совершенствуются.
Активное развитие полимерного материаловедения привело к открытию уникального свойства у полимеров, которое наделило правом отнести их к классу «умных» материалов. Это свойство описывает возможность «запоминать» временную форму и восстанавливать первоначальную форму в результате внешнего воздействия. Поэтому его называют эффектом памяти формы (ЭПФ).
Использование подобных материалов открывает перед человечеством новые горизонты в различных областях науки и техники. В медицине их рассматривают в качестве инструментов малоинвазивной хирургии, точечной доставки лекарственных препаратов, материала для изготовления «умных» протезов. В аэрокосмической отрасли полимер с ЭПФ может быть использован для изготовления элементов трансформируемых конструкций с возможностью компактной упаковки во временную (транспортировочную) форму на Земле и восстановления исходной (рабочей) формы в космическом пространстве при нагревании.
В Университете имени Решетнева уже много лет ведутся работы по созданию из полимерных композиционных материалов конструкций наземногои космического назначения. Однако с каждым днем изменяются требования, предъявляемые к таким конструкциям, достижение которых невозможно, используя готовые материалы. В связи с этим появился интерес в разработке новых материалов для создания современных конструкций в том числе, обладающих ЭПФ. Так зародился проект создания научной лаборатории «Интеллектуальные материалы и структуры», который стал победителем в конкурсе Министерства науки и высшего образования в 2020 году.
Сегодня в новой лаборатории на базе Ресурсного центра коллективного пользования «Космические аппараты и системы» проводятся масштабные исследования полимерных и композиционных материалов с памятью формы под руководством младшего научного сотрудника Шалыгиной Таисии Александровны. Планируется разработать материал, обладающий эффектом памяти множественных форм с возможностью бесконтактного метода инициации. С помощью совершения многоуровневых трансформаций разрабатываемого материала появится возможность решать более сложные задачи современной науки и техники.
Ещё одним перспективным направлением исследований ученых является разработка материала с обратимым эффектом памяти формы. Такой материал способен при изменении внешнего воздействия обратимо изменять свою форму без предварительного программирования. Таким образом, можно расширить горизонты практического применения полимеров с ЭПФ, например, используя их для создания крыла самолета с изменяющейся геометрией или микро- и макромеханических систем различного назначения.
Таисия Шалыгина в 2019 году получила престижный грант РФФИ на реализацию проекта No 19-33-90166 «Исследование межфазных явлений на границах раздела полимер-полимер и полимер-наполнитель в структуре композиционного материала, обладающего эффектом памяти тройной формы и модифицированного частицами карбида кремния» по результатам конкурса на лучшие проекты фундаментальных научных исследований молодых ученых- аспирантов.
Герой России летчик- космонавт Александр Иванович Лазуткин о важности полимеров с памятью формы для космоса: «С того момента, как были синтезированы первые полимеры, на них с тали возлагать большие надежды. И действительно, впоследствии они смогли вытеснить большинство традиционных материалов. Наступление полимеров и полимерных композитов продолжается и по сей день. С открытием эффекта памяти формы у полимерных материалов открылась перспектива решения еще более сложных задач по созданию облегченных трансформируемых конструкций космического назначения. Освоение космоса с использованием умных композитов — это новая реальность».
Научная лаборатория «Интеллектуальные материалы и структуры» является единственным научным подразделением в городе Красноярске, сотрудники которого имеют возможность всестороннего исследования полимеров с ЭПФ. Схожие подразделения располагаются в России в Казани иМоскве, а за пределами России – в Японии, Китае, США, Германии. К международным коллективам ученых, занимающихся исследованиями в области эффекта памяти формы, относятся команды под руководством ученых Андреаса Лендляйна (A.Lendlein) из Института наук о биоматериалах Потсдамского университета в Германии, Хисаки Тобуши (H.Tobushi) из технологического института (Aichi) в Японии, Каоджин Ванг (Kaojin Wang) из Южно-Китайского технологического университета.
Два года назад в Университете имени Решетнева открыта проектно- ориентированная программа магистратуры – «Технология производства изделий из полимерных композиционных материалов». Благодаря этому у красноярского (и не только) студенчества имеется уникальная возможность проводить исследования на современном оборудовании. На основе получаемых в ходе экспериментов будут разработаны магистерские диссертации с серьезным научно-практическим потенциалом.
Все это в дальнейшем поможет магистрантам вместе с их научными работами выйти на принципиально новый мировой уровень. Теперь у каждого, кто проходит обучение в Университете имени Решетнева, есть шанс по-настоящему войти в науку полимерного материаловедения.
Источник: Пресс-служба СибГУ им. М.Ф. Решетнева
Сервис «Комментарии» - это возможность для всех наших читателей дополнить опубликованный на сайте материал фактами или выразить свое мнение по затрагиваемой материалом теме.
Редакция Информио.ру оставляет за собой право удалить комментарий пользователя без предупреждения и объяснения причин. Однако этого, скорее всего, не произойдет, если Вы будете придерживаться следующих правил:
Претензии к качеству материалов, заголовкам, работе журналистов и СМИ в целом присылайте на адрес
Информация доступна только для зарегистрированных пользователей.
Уважаемые коллеги. Убедительная просьба быть внимательнее при оформлении заявки. На основании заполненной формы оформляется электронное свидетельство. В случае неверно указанных данных организация ответственности не несёт.