Для пластыря и подводной лодки

Репортаж об уникальных разработках проектной компании "Наноцентра Дубна" - на телеканале Наука 2.0.  В программе «Новые люди» - кандидат физико-математических наук Александр Александр Москалец, который работает над совместным проектом МГУ и Наноцентра “Дубна”. Родился в 1984 году в селе Алёхино Иркутской области. В 2006 году закончил химический факультет МГУ имени М. В. Ломоносова. В 2010 году защитил кандидатскую диссертацию. В настоящее время является научным сотрудником Института элементоорганических соединений Российской академии наук. - Александр, вы занимаетесь созданием адгезивов. Думаю, что в самом начале разговора стоит объяснить, что же это такое. - Хорошо, я попробую объяснить. Если в двух словах, то адгезивы - это вещества, которые соединяют материалы путём поверхностного сцепления. Они бывают как природными, например, смолы, так и синтетическими. Скрепляет различные материалы адгезив за счет возникновения молекулярных связей между ним и поверхностями соединяемых материалов. - И вы занимаетесь созданием искусственных адгезивов? - Да. И в нашу задачу входит создание адгезивов на основе органических соединений, которые обладают заранее заданными свойствами. Я сейчас вам покажу кое-что из того, что мы здесь делаем. Можно я тоже задам вам вопрос? Вам когда-нибудь при занятиях спортом или при долгой ходьбе приходилось натирать себе ногу? - Конечно. Я думаю, любой человек когда-нибудь себе ногу натирал. - И что вы тогда делали? - По-моему единственный выход в этой ситуации — наклеить пластырь? - И что с этим пластырем обычно происходило? - Чаще всего, честно говоря, он отклеивается, и приходится приклеивать новый. - Все верно. Вот мы и решили создать материал, который не даст такому пластырю отклеиваться. Но это оказалось не такой простой задачей. - И вы её решили? - Решили. Подбирая соотношение полимера в виде белого порошка и олигомера в виде жидкости, мы можем получить материал, обладающий заданной липкостью. Полимеры — неорганические и органические, аморфные и кристаллические вещества,состоящие из «мономерных звеньев», соединённых в длинные макромолекулы. Количество таких повторяющихся звеньев одинакового строения в искусственном полимере может достигать десятков тысяч. Олигомер отличается от полимера тем, что это молекула в виде цепочки из небольшого числа одинаковых составных звеньев. Схематично такой связующий материал можно представить следующим образом: сквозь поры человеческой кожи выделяется пот, который представляет собой соляной раствор. В результате между кожей и пластырем образуется тонкая прослойка воды, которая нарушает контакт между пластырем и кожей. Для того, чтобы это предотвратить связующий материал должен пропускать пот внутрь клеящего слоя. Если пота немного, этот материал может его поглотить сам. Если же поглощающей способности не хватает, излишек жидкости проходит сквозь адгезив и выходит наружу. - А откуда вообще взялась такая задача? - Днище любого судна в процессе эксплуатации обрастает всевозможными растениями и живыми организмами, обитающими в воде. Это приводит к всяким дурным последствиям: скорость судна снижается, растет расход топлива и т.д. До последнего времени с этим пытались бороться либо при помощи регулярной очень трудоемкой чистки днища, либо путем его покрытия специальными составами, препятствующими такому обрастанию. Беда в том, что все эти составы очень токсичны. Именно из-за этого на них ничего и не растет. Мы решили сделать покрытие, которое было бы абсолютно безвредно для окружающей среды. - Тогда возникает вопрос: каким образом ваше покрытие может предотвратить такое обрастание? - На самом деле здесь работает идея прямо противоположная той, которую мы использовали в случае с водостойким пластырем. Мы создали адгезив, который с одной стороны прочно соединяется с поверхностью судна, а с другой представляет собой своего рода нестабильную в водной среде субстанцию. Своего рода очень маленькую «бахрому», в которой наш материал перемешан с водой. Эта «бахрома» постоянно находится в движении, поэтому закрепиться на ней чему бы то ни было практически невозможно. Это все равно, как что-то попыталось бы закрепиться просто в воде. - То есть растения и морские организмы пытаются там как-то устроиться, но у них не получается? - Верно. Вот тут мы как раз проводим эксперимент, связанный с этим адгезивом. Нос и корма модели подводной лодки покрыты нашим составом, а средняя часть — нет. И мы следим за тем, как идет процесс обрастания. - И каковы результаты этого эксперимента? - Это уже второй эксперимент, который мы проводим. Первый проходил летом, и он дал очень обнадеживающий результат. Обработанная часть лодки осталась практически чистой. Сейчас мы смотрим, что происходит при меньшей освещенности и температуре воды. Надеюсь, что и этот эксперимент будет успешным. - Интересно, что адгезивы, которые вы мне показываете, в той или иной мере связаны с водой. Почему так происходит? - Сохранение клеящего слоя в воде — задача сама по себе очень непростая, как вы понимаете, а мы к тому же пытаемся создать адгезивы, обладающие заданными заранее свойствами. Я расскажу вам еще об одной нашей разработке, которая на первый взгляд кажется не вполне серьезной. Все мы сталкиваемся в жизни с жидкостями, которые разливают в бутылки. И на каждой такой бутылке есть этикетка. Вы когда-нибудь пробовали эту этикетку отклеить? - Как-то пробовала, но у меня это не получилось. То есть этикетка отклеилась, но не до конца. - Все правильно. Производители стараются приклеить этикетку так, чтобы она держалась на бутылке очень прочно. Но в связи с этим возникает проблема. Если мы захотим использовать бутылку вторично, на отклеивание этикетки уйдет очень много усилий. - Но я сомневаюсь, что производителям соков, например, нужны многоразовые этикетки. - Им — не нужны, но такие многоразовые этикетки могут понадобиться, к примеру, в лабораториях или на производстве. Но главное, что наши этикетки можно легко снимать. https://www.youtube.com/watch?v=FFQdynx9Ni8