ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Странные материалы
В 1965 году на Международной химической выставке, проходившей в Москве, специалисты американской фирмы «Дженерал электрик» продемонстрировали вещество, внешне похожее на оконную замазку. Но стоило скатать из этой «замазки» шарик и бросить его на пол, он вместо того, чтобы прилипнуть, начинал прыгать чуть не до потолка. А когда шарик раскатывали в длинную ленту, словно жевательную резинку, потом резко дергали за концы, лента с треском рвалась. Когда обрывки ленты скатали снова в шарик и ударили по нему молотком — он разлетелся, как стеклянный, на множество осколков.
Впечатление было потрясающим: одно и то же вещество вело себя то как очень вязкая жидкость, то как упругая резина, то как стекло! Более того, оказалось, что некоторые сорта «прыгающей замазки» при комнатной температуре медленно растекаются по поверхности и даже способны проникать сквозь тончайшие отверстия.
«Безумная замазка» — как окрестили сотрудники лаборатории это странное дитя химии — доставило немало хлопот экспертам по сбыту готовой продукции. Наконец, они придумали: было решено продавать «замазку» как «игрушку для детей»…
Однако впоследствии этому «химическому курьезу» нашлись и другие, более практичные, применения. Из пластиков такого типа теперь делают, например, мячи для гольфа; ведь по упругим свойствам «безумная замазка» превосходит все известные резины. Этот материал применяют также в качестве специальных теплостойких клеев и замазок, звукопоглощающей изоляции, в демпферных (тормозящих) устройствах…
А недавно еще один материал с удивительными свойствами создан сотрудниками лаборатории полимерных материалов Института элементоорганических соединений им. А.Н. Несмеянова (ИНЭОС) РАН. «У нас создан так называемый градиентный материал, — рассказал руководитель этого научного центра академик Юрий Бубнов. — Как он выглядит? Предположим, вы берете стержень. Один его конец прочен как сталь, а с другой — мягкий словно резина. Причем место перехода можно задать заранее».
Исследователи из ИНЭОС РАН предложили для получения материалов с регулируемыми свойствами синтезировать композиции из двух полимеров — высокоэластичного и стеклообразного. Причем простым совмещением двух полимеров, скажем, в одном расплаве или растворе таких свойств добиться невозможно. Приходится синтезировать два типа сетчатых полимерных структур, которые находятся в одном и том же материале в различных пропорциях.
Полимерные сетки ученые сконструировали сначала с помощью компьютерного моделирования. Были определены основные черты их химического строения и определены этапы синтеза. Затем весь процесс был осуществлен на практике. У полученных градиентных полимеров исследованы механические свойства, показавшие их реальную работоспособность. Так, полимеры на основе полиуретана могут работать, не размягчаясь и не разрушаясь, в интервале температур от -50 °C до +330 °C.
При этом материалы обладают высокой прочностью, эластичностью и износостойкостью.
Градиентные материалы можно использовать в медицине, обувной промышленности, бытовой технике, на промышленных предприятиях. Так совместно с Московским протезным заводом лаборатория уже провела первые опыты по созданию ортопедической обуви, в которой растягивающие нагрузки воспринимает эластичная часть градиентного полимера, а сжимающие — жесткая.
В медицине градиентные материалы могут быть использованы в качестве имплантатов. Есть также идея делать из такого материала шестеренки. На валу они будут жесткими, чтобы хорошо воспринять передающий момент, а зубья будут эластичными, чтобы передача была малошумной и не было опасности, что зубья раскрошатся при перегрузке.
«Горох» Вселенной или годятся ли преоны на роль «первокирпичиков мироздания»?
Любой атом, как известно, состоит из электронов, протонов и нейтронов. А те, в свою очередь, из множества частиц, которые в XX веке опрометчиво назвали элементарными. Ведь вскоре выяснилось, что сами «элементарные» частицы состоят из множества составляющих, могут превращаться друг в друга. И на сегодня такие частицы исчисляют уж сотнями. Понятное дело, «первокирпичиками Вселенной» они уж быть никак не могут…
Тогда, в 1964 году, американский физик-теоретик, лауреат Нобелевской премии Мюррей Гелл-Ман предложил на эту роль гипотетические частицы, названные кварками. Однако и здесь вышла незадача: сначала теоретикам было достаточно всего трех кварков, потом их стало шесть, а ныне и того больше…
Пришлось физикам ввести в обиход так называемую Стандартную модель, согласно которой все вещество Вселенной состоит из шести кварков и шести легких частиц — лептонов, не участвующих в так называемом сильном взаимодействии. (Типичным представителем класса лептонов является, например, электрон.)
Однако около 30 лет назад некоторые теоретики решили, что даже дюжина разных «кирпичей» — это слишком много. То есть было выдвинуто предположение, что лептоны и кварки, в свою очередь, состоят из более мелких частиц, названных преонами. Причем выходило, что для создания всех-всех-всех частиц нашего мира достаточно комбинаций всего из трех преонов.
