Магнитные полимеры могут совершить революцию в промышленности и медицине

10:52, 14 января 2019

Многофункциональные смарт-материалы скажут новое слово в робототехнике и при производстве лекарств

Иллюстрация внутренней структуры магнитного полимера. Большие шары — внедренные феррочастицы, красные точки — места сшивок макромолекул в гелиевую сеть

Ученые Уральского федерального университета совместно с коллегами из Германии проводят научные исследования по созданию и исследованию магнитных полимеров, которые могут совершить настоящие прорывы в самых различных секторах промышленности и медицине.

Такие полимеры представляют собой композитные материалы, состоящие из нано- и микроразмерных магнитных частиц, внедренных в полимерную матрицу, и являются новым типом многофункциональных смарт-материалов. Они могут сделать более совершенными акселерометры и системы раннего предупреждения землетрясений, а также помогут в регенерации биологических тканей и направленной транспортировке лекарственных препаратов в организме. Также с их помощью можно будет создавать более совершенные ударогасители, стабилизаторы, усилители, датчики химического состава и давления атмосферы и температурные карты поверхностей.

По словам главного научного сотрудника лаборатории математического моделирования физико-химических процессов в многофазных средах Андрея Зубарева, физические свойства магнитных полимеров определяются структурой расположения частиц наполнителя в полимерной матрице, их размером, формой, концентрацией и магнитными свойствами, а также свойствами несущего полимера, размером ячеек геля (эластомера) и особенностями макромолекул.

«Основная цель проводимых исследований — изучение фундаментальных закономерностей внутренних структурных превращений в магнитных полимерах, в том числе под действием внешнего магнитного поля, а также динамики частиц в этих системах в переменных полях; влияния этих превращений на физические свойства и поведение изучаемых материалов», — отмечает Андрей Зубарев.

В этом международном проекте группа Уральского федерального университета занимается теоретическими и компьютерными исследованиями, а экспериментальные исследования будут в основном проводиться группой Технического университета Дрездена.

«Немецкая команда обладает опытом и оборудованием для экспериментальной работы, которых нет у нас. Зато у нас есть опыт теоретической и компьютерной работы. Получается симбиоз экспериментальной и теоретической групп, обещающий быть плодотворным. С этой командой мы сотрудничаем с 1999 года и имеем более полутора десятка совместных публикаций».

В течение года поддержку проекту «Магнитные гибридные материалы с комплексным внутренним взаимодействием» окажет Российский фонд фундаментальных исследований и Немецкое научно-исследовательское сообщество. Сумма полученного учеными гранта составляет 4 млн рублей.