Полимеры создаются в процессе сцепления мономеров. Для достижения эластичности цепочки мономеров соединяются ковалентными химическими связями. Эти связи позволяют полимеру вернуть себе прежнюю форму после растяжения. Жесткость полимеру придают дополнительные химические связи, которые подавляют тепловые флуктуации. Но от этого материал становится хрупким, пишет Physics World.

Команда исследователей из Университета штата Вирджиния предположила, что у плимеров в виде ершиков для чистки бутылок таких проблем быть не должно. Они состоят из множества плотно упакованных линейных боковых цепей, случайным образом разделенных маленькими мономерами. Однако, есть одно условие: боковые цепи должны иметь относительно высокую молекулярную массу и низкую температуру стеклования, тогда как разделительные мономеры должны иметь низкую молекулярную массу и не совместимы с боковым цепями.

Ученые выяснили, что нужными свойствами для решения этой проблемы обладают два полимера: полимиметилсилоксан (ПДМС) и бензилметакрилат. Первый выступает как материал для боковых цепей, второй — мономер-разделитель. Оба несовместимы друг с другом и обладают очень разной температурой стеклования: -100 °C и 54 °C, соответственно.

При растяжении сжатый каркас в полимере разворачивается в полную длину, а жесткость материала меняется незначительно благодаря молекулярными свойствам боковых цепей.

«В своем эксперименте мы продемонстрировали значительное увеличение механических свойств, достижение постоянного модуля продольной упругости в 30 кПа и прочности на разрыв, которая увеличилась в 40 раз по сравнению со стандартными полимерами», — сказал Хуан Байциан, один из исследователей.

Более того, впервые структура полимера позволяет управлять жесткостью и эластичностью материала по отдельности.

Ученые из США разработали «умный» материал, способный менять прозрачность в зависимости от температуры. Эта новая полимерная смесь эффективно отражает солнечное излучение и имеет срок службы 60 лет, превосходя аналоги по многим параметрам.