Профессор Дмитрий Иванов ушел с поста директора одного из ведущих европейских научных центров - Института материаловедения в городе Мюлуз, входящего в систему французского Национального центра научных исследований (CNRS), аналога Российской академии наук. "Работа администратора отнимает очень много сил и времени, на науку их почти не остается, - сказал он корреспонденту РГ. - А у меня есть идеи, которые хотелось бы развить. И такая возможность появилась в МГУ, где мы открыли новую лабораторию на факультете физико-химической инженерии. Уже удалось получить несколько интересных результатов, опубликованных в престижных журналах".

Кстати, статья о создании группой Дмитрия Иванова совместно с зарубежными учеными искусственного материала, аналога кожи хамелеона, напечатана в одном из самых авторитетных журналов Science. Известно, что хамелеон знаменит прежде всего способностью менять свою окраску. Но все же главное достоинство животного в другом: при растяжении кожа резко упрочняется, что служит средством защиты.

И вот этот эффект природы сумели повторить в своих экспериментах ученые МГУ. Они создали искусственные материалы, которые при деформации ведут себя, как живые ткани. Это открывает совершенно новые перспективы в медицине и прежде всего в трансплантологии. Появляется возможность создавать идеальные биоимпланты.

- Ведь если деформация импланта и окружающих тканей пациента сильно отличаются, у него могут возникнуть серьезные проблемы, вплоть до некроза тканей, - говорит Иванов. - Мы создали искусственные синтетические имплантаты, которые точно воспроизводят механику окружающих тканей, что избавит человека от различных травм. Это касается самых разных органов, где применяются импланты: замены сосудов, мениска, межпозвоночных дисков и т.д. А в принципе для самых разных органов можно будет "подстраивать" механику имплантатов, чтобы они не вредили окружающим тканям.

В основе нового материала - полимер, или макромолекула. Но она кардинально отличается от известных из школьного учебника линейных полимеров, а похожа на ершик для чистки бутылок, то есть имеет множество ворсинок. Этот центральный фрагмент макромолекулы называют "щеткой". Она была несколько лет назад разработана в США. Главная ее особенность - сверхмягкость в исходном, недеформированном состоянии.

Дмитрию Иванову пришла, казалось бы, парадоксальная идея: на основе "мягкой игрушки" сделать очень упругий материал. Для этого надо так соединить "щетки", создав из них трехмерную сетку, чтобы при растяжении она сразу обретала упругость. Ученые нашли решение. Они "пришили" на концах щетки по два линейных полимера. А затем, говоря образно, начали варить своеобразный суп...

- Представьте полимерный суп, где хаотично плавают, как макароны, наночастицы - "щетки" с хвостиками на концах, - объясняет ученый. - При определенных условиях они начинают самоорганизовываться, отличать фрагмент, который им "нравится", от тех, которые не "нравятся". И притягивать "свой", отталкивая "чужой". К примеру, "щетки" отталкиваются друг от друга, а концевые фрагменты, наоборот, стягиваются в шарики. Это и будут узлы сети. Причем к каждому шарику будут подходить сотни, даже тысячи "щеток". В итоге получается плетение, напоминающее паутину. Такая структура обладает свойствами, которые имитируют кожу хамелеона. Она очень мягкая, но при растяжении мгновенно упрочняется.

По словам Иванова, сегодня ученые готовы с помощью искусственных полимеров воспроизвести любую живую ткань. "Менять свойства "щетки" можно, манипулируя длиной ворсинок, расстоянием между ними и другими параметрами, - говорит ученый. - Более того, по структуре "щеток" можно предсказывать, как будет деформироваться материал, какой живой ткани он будет соответствовать, а значит, почти идеально подойдет к имплантации".

Что касается изменения цвета материала, то действительно он способен повторить эффект кожи хамелеона. Дело в том, что шарики на концах щеток формируют дифракционную решетку. При растяжении материала она взаимодействует со светом, и цвет материала меняется от светло-зеленого до голубоватого. Разработка этого материала стала возможной благодаря гранту Российского научного фонда.

По словам Иванова, ученые лаборатории МГУ ведут исследования и в России, и во Франции, где у него осталась лаборатория. "Хочу, чтобы наши молодые ребята общались с лучшими мировыми специалистами, налаживали контакты, работали с ними в тесной связке. Словом, выходили в самостоятельное плавание", - говорит профессор Иванов.

Юрий Медведев

Похожие новости

  • 08/02/2016

    Находка российских ученых: кристаллы-светоизлучатели

    ​Исследователи разработали и готовят к внедрению интереснейшую технологию, созданную специально для гибких электронных устройств.        Эта технология дает возможность выращивать кристаллы для подобных устройств – кристаллы полупроводниковые, органические.
    1349
  • 23/08/2018

    Что показывают томичи на форуме «Армия – 2018»

     В Московской области с 21 по 26 августа проходит международный военно-технический форум «Армия – 2018». От Томской области туда отправилась делегация из представителей восьми инновационных компаний, трех вузов и одного научно-исследовательского института.
    483
  • 14/12/2016

    Сверхпрочные ноутбуки создадут для Сибири московские разработчики

    ​Ударопрочные, водостойкие ноутбуки для работы в ±50 °С разрабатывают в "Т-Платформе" для геологов и нефтяников - компания получила субсидию Минпромторга в 150 млн рублей. Российская компания "Т-Платформа" получила 150 млн рублей субсидии Министерства промышленности и торговли РФ на создание отечественного ноутбука для работы в экстремальных условиях.
    930
  • 20/10/2017

    Роспатент: от экспертизы заявки до использования изобретений

    В каждой стране есть патентные ведомства, в России это Федеральная служба по интеллектуальной собственности (Роспатент). Она занимается выдачей патентов, регистрацией товарных знаков и других объектов, ведением государственных реестров.
    1424
  • 26/11/2018

    Кардиостимулятор будущего: гены гремучих змей заставят сердце биться

    В России приступили к созданию уникального биологического кардиостимулятора, который потребует малоинвазивного вмешательства и будет управляться с помощью света - без опутывающих сердце проводов. В основе подхода - изменение клеток сердца, в которые будут вноситься гены рецепторов, ответственных в организме человека и животных за восприятие тепла.
    409
  • 03/05/2018

    Российские ученые научились добывать трудноизвлекаемую нефть

    Более 40% запасов нефти в России относятся к трудноизвлекаемым. Ученые из МИФИ предложили новый способ увеличения добычи для таких месторождений - экономичный и не наносящий вреда экологии. Нагрев под действием высокочастотного электрического тока приводит к растворению накопившихся в трубе скважины твердых отложений.
    371
  • 22/12/2017

    Ученые ИГУ представили свои разработки на национальной выставке в Москве

    ​Собственные разработки представил на V ежегодной национальной выставке "Вузпромэкспо" (Москва) Инжиниринговый центр Иркутского государственного университета, сообщила 22 декабря 2017 года пресс-служба вуза.
    637
  • 19/01/2018

    В России создаются двигатели для гиперзвуковых ракет будущего

    ​Прошли успешные испытания так называемых детонационных ракетных двигателей, давшие очень интересные результаты. Опытно-конструкторские работы в этом направлении будут продолжены. Детонация - это взрыв.
    923
  • 13/01/2017

    Лабораторные работы: ученые и инновации

    ​Ученые факультета наук о материалах и химического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова совместно с научной группой под руководством Михаэля Гретцеля (EPFL, Швейцария) определили причину, по которой органо-неорганические перовскиты формируются в виде нанонитей.
    1839
  • 16/10/2018

    Профессор Ильдар Габитов: электроника зашла в тупик

    ​Фотонный компьютер, Wi-Fi из лампочки, материалы-невидимки, боевые лазеры и сверхчувствительные сенсоры... Все это плоды одной и той же науки - фотоники. О том, почему именно свет сегодня стал объектом изучения чуть ли не для половины физиков во всем мире, "Огоньку" рассказал профессор Сколтеха Ильдар Габитов.
    219