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.

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.

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».

Похожие новости

  • 27/04/2020

    Авторский адсорбент магистранта СФУ получил признание на международной студенческой конференции

    ​Исследование магистранта Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета Марии Атамановой «Механизм адсорбции красителя эозина на поверхности частиц из разнозаряженных природных полисахаридов» заняло второе место в подсекции «Физические методы исследования функциональных материалов и наносистем» в рамках 58-й Международной научной студенческой конференции, которая прошла на базе Новосибирского государственного университета с 10 по 13 апреля 2020 года онлайн.
    377
  • 12/03/2019

    Наножидкости от физиков СФУ помогу согреться сибирякам

    Исследование учёных Института инженерной физики и радиоэлектроники Сибирского федерального университета поможет повысить эффективность испарения жидкостей при помощи наночастиц. Физики изучили механизм испарения наножидкостей, а также влияние материала и размера наночастиц, их объёмной концентрации и свойств базовой жидкости на скорость испарения.
    631
  • 23/05/2019

    Ученые РФ разработали экспресс-метод для оценки химической безопасности овощей и фруктов

    ​Красноярские ученые разработали экспресс-метод на основе биолюминесцентного теста для быстрой и эффективной оценки наличия пестицидов и тяжелых металлов в овощах и фруктах, который дает результат в 10-20 раз быстрее аналогичных способов.
    973
  • 17/11/2017

    Химик Александр Кабанов — о своей работе на стыке наук и том, чем организация науки в России отличается от американской

    ​Александр Кабанов — русский и американский химик, специалист в области адресной доставки лекарств, директор центра нанотехнологий для доставки лекарств университета Северной Каролины, создатель лаборатории «Химический дизайн бионаноматериалов» МГУ, член совета по науке Министерства образования и науки РФ, член координационного совета международной Ассоциации русскоязычной академической науки.
    2637
  • 18/01/2019

    В СФУ разрабатывают метод оценки самовозгорания бурого угля

    ​Аспиранты Института инженерной физики и радиоэлектроники СФУ создают эффективную расчётно-экспериментальную методику оценки самовозгорания бурых углей при их хранении и транспортировке. Изучаются реакционные свойства угольного топлива, создана трёхмерная математическая модель процессов тепломассопереноса с учётом химического реагирования.
    1243
  • 23/01/2019

    Описан механизм разрушения дисульфидной S-S связи в соединениях палладия с серосодержащими биомолекулами

    Химики из Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами описали механизм разрушающего диспропорционирования дисульфидной S-S связи в 3,3'-дитиодипропионовой кислоте и dl-гомоцистине, запускаемого ионами палладия (II).
    1015
  • 20/12/2019

    Когда наука несет свет: ученые предложили производить светодиоды без редкоземельных металлов

     Международная группа учёных синтезировала и изучила соединение, которое поможет значительно удешевить производство светодиодов для получения белого света, имитирующего солнечный. Такие диоды широко применяются в освещении жилых и производственных помещений, для наружной рекламы и выращивания растений предприятиями агропромышленного комплекса.
    904
  • 16/05/2017

    Ученые СФУ разработали наиболее эффективный материал для аккумулирования водорода

    Красноярские ученые получили новый материал для хранения водорода, сообщила пресс-служба Сибирского федерального университета (СФУ). Материал на основе гидрида магния может хранить массу водорода, составляющую около 7% его собственной массы, и это рекордное значение емкости для всех аналогичных материалов.
    1665
  • 24/08/2020

    Новый вид бабочек-древоточцев

    Авторитетный немецкий научный журнал «Зоология на Ближнем Востоке», индексируемый в Scopus и Web of Science, опубликовал результаты исследовательской работы профессора кафедры экологии, биохимии и биотехнологии Института биологии и биотехнологии Алтайского государственного университета, доктор биологических наук Романа Викторовича Яковлева совместно со старшим научным сотрудником Института зоологии АН Азербайджана (Institute of Zoology, Azerbaijan National Academy of Science) Натальей Снеговой.
    317
  • 21/09/2020

    Как долго работает «прививка» для картошки? Выясняют биологи ТГУ

    Учёные Биологического института ТГУ разработали экологичный способ защиты стратегически важного для России продукта – картофеля – от неблагоприятных факторов: засухи, вирусов, хлоридного засоления и других.
    330