#полимеры

Сегодня в авиа- и машиностроении из-за своей прочности и легкости особую популярность приобрели смешанные пакеты полимерных композиционных материалов с титановыми или алюминиевыми сплавами. Но обработка таких многокомпонентных слоистых структур имеет ряд трудностей. При механической обработке довольно вязких титановых сплавов сильно повышается температура и происходит защемление режущего инструмента. В то же время полимерные композиционные материалы чувствительны к нагреву, что вызывает необходимость охлаждения зоны разрезания. Так как титановые сплавы относятся к важнейшим стратегическим конструкционным материалам для летательных аппаратов, создание смазки, повышающей эффективность обработки материала, является актуальной задачей. Жидкие смазочно-охлаждающие средства неприемлемы для этих целей из-за влагопоглощения полимерных композиционных материалов. Для решения этой проблемы ученый Пермского Политеха разработал новый уникальный состав твердой смазки. Отечественная разработка обладает высокими смазывающими и антифрикционными свойствами, а также более эффективна при механической обработке отверстий в деталях из труднообрабатываемых материалов.

При строительстве различных технических конструкций используют антифрикционные покрытия и прослойки. Это тонкий скользящий слой, который позволяет снизить трение между деталями конструкции или с внешними системами и увеличить срок их службы. В качестве покрытия используют полимерные и композиционные материалы, которые обладают повышенной устойчивостью к износу. Широкое применение они нашли в элементах опорных частей мостовых сооружений. От правильного подбора антифрикционного материала зависит надежность и долговечность конструкции. Для упрощения этого процесса ученые Пермского Политеха провели серию численных экспериментов и сравнили деформационное поведение различных антифрикционных покрытий. Использование численных методов уменьшит временные и денежные затраты, а также обеспечит безремонтную работу опорной части мостов.

При возведении подпорных стен и береговых опор мостов в качестве материала для обратной засыпки — заполнения свободного пространства в земле на финальном этапе работы — необходимо использовать водопроницаемые грунты. Чаще всего для этого применяют песок. Он хорошо пропускает воду и не обладает пучинистыми свойствами – не увеличивается в объеме при морозе. Однако песчаный грунт имеет слабое сцепление, он сыпучий, поэтому не может удерживать форму. Это создает сильное давление на ограждающие конструкции. Глинистый грунт обладает хорошим сцеплением, но практически не пропускает воду. Поэтому создание материала, который бы обладал одновременно сцеплением и водопроницаемыми свойствами, — актуальная задача. Так ученые Пермского Политеха исследовали грунт, состоящий из смеси песка и силикона, и определили его прочностные и деформационные характеристики. Результаты эксперимента будут полезны для создания новых материалов, которые можно использовать в строительной практике.

Примерно две трети населения нашей планеты испытывают нехватку питьевой воды разной степени тяжести, не менее полумиллиарда из них проживают в засушливых районах, где чистую воду брать, казалось бы, неоткуда. Ученые и инженеры из Техасского университета (США) разработали недорогое решение, которое буквально за пару долларов позволит извлекать литры живительной влаги даже из сухого пустынного воздуха при помощи сверхгигроскопичных полимерных пленок.

Ежегодно в мире производится около 300 миллионов тонн полимеров, 80 процентов из которых после использования направляются на мусорные полигоны и мусоросжигательные заводы. В процессе разложения полимеров под действием природных факторов или в результате сжигания в атмосферу выделяются опасные для окружающей среды и живых организмов химические соединения. Ученые Пермского политехнического университета создали уникальную технологию, которая позволяет утилизировать пластмассовые отходы с получением дорожно-строительных материалов.

Китайские химики использовали богатые лизином структурные белки, чтобы создать сверхпластичный биопластик, который обладает кровоостанавливающими свойствами и может хранить информацию в виде последовательности аминокислот в своем составе.

Специалисты РХТУ с участием коллег из ИБХ РАН, ЦСП ФМБА России, ФИЦВиМ и ГНЦ ВБ «Вектор» создали полимерные наночастицы, которые могут переносить по организму плохо растворимые биологически активные вещества. В молекуле полимера соединили гидрофильную и гидрофобную части, благодаря чему наночастицы из этих молекул хорошо совместимы с водой и эффективно включают и транспортируют действующие вещества к органу-мишени. Также оболочку наночастиц можно модифицировать различными функциональными или векторными агентами, чтобы адаптировать частицы под различные действующие вещества и повысить их эффективность. Исследователи предлагают использовать новую лекарственную форму в том числе и для разработки вакцин. Технологию уже опробовали на примере вакцины против вируса лихорадки Рифт-Валли.

Исследователи Сколтеха и их коллеги синтезировали новый сопряженный полимер для органической электроники с помощью двух различных химических реакций и для каждой продемонстрировали влияние параметров синтеза на характеристики полимера в органических и перовскитных солнечных элементах.

Ученым из Южного федерального университета удалось создать особенный полимер, который изменяет свои характеристики при световом воздействии. Эта разработка будет перспективной во многих областях – от наносенсорики до биомедицины.

С помощью ГМ-клеток кишечной палочки ученым впервые удалось синтезировать гигантские полимеры мышечного белка титина и сформировать из них прочные волокна.

Российские химики получили наноконтейнеры для лекарств из металлоорганического материала на основе циркония и терефталевой кислоты. Они могут долго удерживать препарат благодаря оптимальному размеру и пористости, а также нетоксичны. Свою разработку исследователи успешно протестировали на культуре клеток с применением лейцина — аминокислоты, которая не синтезируется в клетках животных и должна поступать извне.

В будущем огромные архивы могут записывать данные в цепочки полимеров, способные накапливать больше информации, чем даже молекулы ДНК.

Российские и американские ученые разработали инновационную невирусную систему доставки ДНК в клеточные культуры иммунных клеток. Ранее уже были попытки использовать гранулы ДНК с положительно заряженным полимером, однако у такого метода была низкая эффективность. В своей работе ученые дополнительно покрыли гранулы сахаром маннозой и увеличили эффективность доставки в 500 раз. Разработка поможет лечить раковые опухоли.

Сотрудники лаборатории кластерного катализа Санкт-Петербургского государственного университета синтезировали полимеры из продуктов переработки биомассы. Особенность новых материалов заключается в простоте их рециклинга.

В НИИ физической и органической химии Южного федерального университета разрабатывают методы синтеза ранее неизвестных соединений, которые станут основой третьего поколения солнечных батарей и молекулярной электроники. Исследование открыло новый класс соединений, которые могут позволить сделать солнечную энергетику более эффективной и доступной.

Ученые сектора нанофотоники Центра квантовых технологий МГУ провели сравнительное исследование влияния пиролиза на твердые объекты размером в десятки микрометров, напечатанные с помощью технологии двухфотонной лазерной литографии из трех коммерчески доступных фоторезистов. Это поможет создавать износостойкие и надежные микро- и наноструктуры произвольной формы и почти любого назначения.

Ученые Сибирского федерального университета в составе международной группы изучили двумерные полимеры на основе тетраоксо[8]циркулена и атомов s-металлов таблицы Менделеева с помощью квантово-химического моделирования. Выяснилось, что модификация поверхности полимера тетраоксо[8]циркулена атомами кальция приводит к появлению сверхпроводимости при температуре ниже 14,5 К и возможной реализации двухуровневой системы на атомах кальция, перспективной для построения квантовых битов и последующей реализации в квантовых компьютерах.

Полученный материал напоминает по свойствам полипропилен, но разлагается менее чем за год и безопасен для окружающей среды. Его намерены использовать в производстве экологически безопасных одноразовых упаковок и предметов.

Исследователи из лаборатории Центра проектирования, производственных технологий и материалов Сколтеха (CDMM) предложили использовать дендримерные структуры на основе сульфонимидов для создания тонких пленок толщиной в одну молекулу. Ученым удалось создать защитную водоотталкивающую пленку. При этом предложенное вещество можно модифицировать разными способами, придавая поверхности и другие желаемые свойства.

Ученые выяснили, как кажущиеся незначительными особенности строения костей могут помочь медицине и авиастроению.