Нейлон: необычные способы применения и мифы
24 октября — День нейлоновых чулок. Эта дата символизирует настоящую революцию в мире моды и технологий: в 1939 году в США состоялся первый массовый выпуск этой продукции. Благодаря прочности и стойкости нейлона к истиранию, его применяют в самых неожиданных сферах жизни. Ученый Пермского Политеха рассказал, где его используют сегодня, и какие мифы существуют об этом материале.
Нейлон — это особый вид пластика, который начинается с обычной нефти. Сначала из нее получают углеводороды, которые в результате нескольких химических превращений становятся мономерами — словно строительными бусинами для ожерелья.
— Эти частицы соединяются в длинные, прочные цепочки — полиамиды. Свое название они получили благодаря амидным группам — особым молекулярным «связкам», которые и скрепляют составляющие в одну нить. Ее структуру составляют атомы углерода, кислорода, водорода и азота — рассказывает Сергей Котельников, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Процесс впервые успешно осуществили химики в лаборатории, и в итоге появился материал с уникальными характеристиками — крепкий, эластичный и износостойкий. Это объясняет его дальнейшее широкое применение в самых разных областях.
Струны гитары
В отличие от металлических струн, нейлон дает более мягкое и глубокое звучание с богатыми обертонами — дополнительными призвуками, которые придают ему объем и сложность.
— Самое удивительное применение нейлона в музыке — это смычки для скрипки и виолончели, но не во всей их конструкции, а только в ключевой детали — наконечнике. Он регулирует натяжение волоса и создает идеальное скольжение по струнам, обеспечивая равномерное трение и помогая музыканту извлекать чистый звук. Материал достаточно мягкий, но при этом обладает выдающейся стойкостью, выдерживая многолетние интенсивные нагрузки, — комментирует Сергей Котельников.
Трубопроводы и оконные блоки
Особенно ценятся нейлоновые трубы в системах отопления и водоснабжения. В отличие от металлических аналогов, они не ржавеют изнутри, не зарастают известковым налетом и выдерживают перепады температуры горячей воды.
Даже современные пластиковые окна содержат скрытые нейлоновые элементы. Прокладки из этого материала спрятаны между стальным усилителем и пластиком. Они не дают конструкции разбухать или сжиматься от перемен погоды, а в механизмах фурнитуры износостойкие шестерни и направляющие обеспечивают плавное движение створок без скрипа и износа.
Колбасные изделия
— Не само мясо, конечно. Речь идет о современных оболочках для колбас, сосисок и сыров. Тонкие, но невероятно прочные полиамидные материалы создают идеальный барьер. Они не пропускают кислород и влагу, защищают от быстрой порчи и сохраняют свежесть товара. Во время термической обработки нейлоновая «кожура» плотно «усаживается» вокруг продукта, принимая идеально ровную форму, не растрескиваясь и сохраняя эластичность, — объясняет эксперт.
3D-печать
В сфере 3D-печати этот материал незаменим благодаря двум основным технологиям. Метод SLS (селективное лазерное спекание) использует лазер для сплавления нейлонового порошка, позволяя создавать сложные детали с внутренними полостями и подвижными элементами — такие, как легкие авиационные компоненты. Более доступная технология FDM (послойное наплавление) плавит нить из этого полимера в печатающей головке, идеально подходя для производства функциональных прототипов, корпусов оборудования и прочных шарниров.
Мышцы для современных роботов
— Настоящим прорывом стало применение нейлона в робототехнике. Ученые создали из него волокна, способные сокращаться при нагреве. Они стали основой для искусственных мышц в роботах-хирургах, протезах нового поколения и исследовательских аппаратах. Такие механизмы способны аккуратно брать хрупкие биологические образцы, подобно тому, как человек берет яйцо, не раздавив его, или с легкостью менять положение крыльев у дрона (беспилотного летательного аппарата) при сильном ветре, — сообщает кандидат технических наук Сергей Котельников.
По пути от чулочных изделий до компонентов передовых технологий вокруг нейлона появилось несколько устойчивых заблуждений.
Первый в мире синтетический полимер
— На самом деле это не так. Первенство принадлежит бакелиту — полимеру на основе фенол-формальдегидной смолы, который изобрели и запустили в производство в 1909 году. До нейлона существовали и искусственные волокна, такие как вискоза, — опровергает ученый ПНИПУ.
Технологию производства нейлона скопировали с создания паутины
В действительности нет доказательств, что материал создавался по принципам биомимикрии — направления, где технологии копируют природные решения. Например, липучка повторяет структуру репейника или поезд-стрела имитирует клюв птицы. Нейлон стал результатом фундаментального химического синтеза: его разрабатывали в лаборатории как полностью синтетический продукт, без подражания биологическим аналогам.
Используется для повышения прочности банкнот
Это заблуждение. Пластиковые банкноты, например, те, что уже много лет используются в Австралии и других странах, производят из особых модификаций полипропилена. Этот материал лучше подходит для задач печати денег и их защиты.
Вызывает аллергию и раздражение кожи
— Чистый нейлон не вступает в химические реакции. Это гипоаллергенный материал, который широко используется в производстве нижнего белья и спортивной одежды. Он проходит строгую сертификацию и абсолютно безопасен для потребителя. Потенциальное раздражение могут вызывать вспомогательные компоненты: агрессивные красители, специальные пропитки для придания ткани определенных свойств или статическое электричество, накапливающееся на синтетических волокнах, — объясняет эксперт.
Вреден для экологии и практически не разлагается
— Это утверждение верно лишь отчасти. Да, традиционный нейлон производится из нефти и может разлагаться веками. Однако современная промышленность предлагает экологичные альтернативы. Существует регенерированная версия, создаваемая из переработанных материалов, включая старые рыболовные сети. Также развивается производство бионейлона на основе возобновляемого сырья, такого как касторовое масло. Эти решения значительно сокращают экологический след материала, — добавляет Сергей Котельников, доцент кафедры «Технология полимерных материалов и порохов» ПНИПУ, кандидат технических наук.
Telegram 
Дзен 
VK Исследователи из МФТИ и Объединенного института высоких температур РАН определили, при каких условиях квазиклассические модели водородной плазмы начинают давать нефизичные результаты. Ученые показали, что при достаточно сильном взаимодействии частиц такие модели перестают правильно учитывать квантовые эффекты, связанные с принципом Паули. В результате в расчетах возникают нефизичные электрон-ионные кластеры, а моделируемая система теряет устойчивость.
Исследователи из США выяснили, что Луна могла возникнуть практически сразу после гигантского столкновения прото-Земли с планетой Тейя, а не собираться месяцами из диска обломков. Ключевым фактором назвали геологический материал пород, который прошлые модели не учитывали.
Птичьи голоса считаются важной частью природного звукового ландшафта, однако одни из них кажутся людям приятными и успокаивающими, а другие — резкими и тревожными. Эксперимент с записями 123 видов показал, что людям больше нравится негромкое и разнообразное пение без очень низких тонов и широких перепадов высоты.
Группа российских исследователей, в которую вошли океанологи Санкт-Петербургского университета, выявила существование ранее неизвестных механизмов распространения «волн Россби». В ходе работы им удалось зафиксировать точки, где перенос энергии прекращается, а траектории движения воды претерпевают изменения. Дополнительно ученые обнаружили асимметрию в динамике волновых процессов, зарождающихся у западных и восточных прибрежных течений.
Международная группа физиков зафиксировала под землей в США аномальный всплеск энергии, похожий на прямое столкновение невидимой частицы темной материи с обычным веществом. Подземные датчики поймали сигнал, который не удалось списать ни на один из известных науке видов радиации или фоновых помех.
Мумии сохраняют следы не только болезней и травм, но и самих процедур, которым подвергали тела после смерти. Компьютерная томография головы мумии, много десятилетий пролежавшей в музее, раскрыла не совсем привычный способ извлечения мозга и другие детали бальзамирования.
Американская компания Firebird официально запустила в городе Раздан крупный центр обработки данных и фабрику искусственного интеллекта. На сегодняшний день это самый масштабный технологический хаб подобного уровня в СНГ, а после завершения всех этапов строительства он войдет в пятерку самых мощных вычислительных кластеров в мире.
Сопротивление жителей Европы самой идее употребления насекомых в пищу может иметь эволюционные корни, уходящие вглубь тысячелетий, пришли к выводу авторы нового исследования. Оказалось, предки современных европейцев ели насекомых лишь эпизодически. Кроме того, из-за генетических мутаций они плохо переваривали их экзоскелеты.
После сокращения длины очередей и роста доступности бензина в первую неделю августа ситуация снова ухудшилась. Если с 20 июня по начало августа кризис носил в основном психологический характер, то сейчас ситуация принципиально иная: августовские атаки на НПЗ показали, что меры по усилению их противовоздушной обороны не были достаточно полными. Значит, прогноз автора Naked Science от 19 июля о том, что острая фаза кризиса закончится до конца лета, был частично неверным.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно