Меня тут просили рассказывать, что на конференции было. Я подумала и решила, что самое интересное действительно стоило бы записать, так что буду дополнять эту запись по мере того, как.
04.1004.10
Тут была единственная - но интересная лекция. На наночастицы (золота, но вообще можно и любые другие) прививали куски днк. Чем хороша днк - её одинарные цепочки могут сцепляться друг с другом в двойную, так что получается такая молекулярная нанолипучка. И вот, меняя размер и форму днк-липучек, из наночастиц как из лего можно без особенных усилий массово собирать всякие структуры, в том числе и довольно сложные. 05.10УтроВо-первых, понравилась лекция про эластичные полимерные сетки.
Идея какая: эластичная сетка тем мягче, чем меньше в ней сшивок - мест, где отдельные полимерные цепочки сцеплены друг с другом. Ну, из обыденной жизни: плотно переплетённая хлопковая ткань растягивается гораздо хуже, чем верёвочная авоська. Основная проблема в чём? Из сухого полимера, без растворителя (с растворителем - это гели, вроде, ну например, мармелада) не создать сетки мягче определенного предела, потому что вместе с постоянными сшивками есть ещё и физические зацепления - полимерные цепочки просто путаются друг с другом как нитки.
Нужно, чтобы они оставались гибкими, но при этом не путались.
Чувак с коллегами придумали на длинные полимерные цепочки плотно прививать короткие, вместо тонких ниток получая "ёршики", которые, действительно, не путаются.
Ещё он же рассказывал про частично кристаллизованные полимеры с памятью формы. Это когда куски полимерной цепочки за счет своего строения формируют определенную структуру с понижением температуры - кристаллизуются. Так вот, если эти кристаллизованные участки с повышением температуры разрушились не полностью (то есть цепочка не болтается как попало, а ещё остались кристаллизованные участки, пусть их доля и на порядок-два меньше), то при новом понижении температуры их структура и расположение восстановятся "как было", соответственно изменится и макроформа образца.
Если совсем на пальцах: вот есть резинка. Мы её растянули и в таком состоянии заморозили ("заморозили" здесь - довольно условное слово, иногда для этого хватает и комнатной температуры, +20 по Цельсию). Она лежит как заморозили, растянутая.
Потом нагрели (опять же не сильно, где-то до +60) - и она сожмётся обратно, в своё базовое состояние
А вот если её снова охладить, до тех же +20, то она уже сама, без того чтоб её кто-то тянул, опять растянется до того вида, что ей придали при первой заморозке.
И так она, если не перегревать слишком сильно, может сколь угодно долго. Ну во всяком случае, придёт в негодность не раньше обычной резинки.
Вторая интересная лекция была про микрокапсулы: как и в каких условиях из полимера и наночастиц кремния получаются маленькие (от 500 нм до 5 мкм) полые шарики и какими свойствами они при этом обладают: пористые, не пористые, что пропускают, что удерживают. Тут вдаваться в подробности без страшных слов будет уже сложнее, поэтому, если кто возжаждет подробностей, расскажу в комментариях.Пока из интересного - всё, но будет ещё и вечерняя часть, а сейчас - фотачге =)
Вид с крыльца того корпуса, где меня поселили:
И просто виды на территорию комплекса и корпуса:
ВечерВечером понравились два доклада.
В одном из них суть сводилась к тому, что увеличивать эластичность полимерных композитов можно их формованием с помощью продавливания через отверстие - как пасту из тюбика.
Композит - это полимерная масса, в которой расположены сравнительно крупные (от микрометров до миллиметров) включения чего-нибудь: волокон, смолотого в пыль металла... ну, в общем всего что фантазия подскажет. Ну так вот, у многих таких композитов есть проблема: они хрупкие при растяжении. Но если их сначала продавить через отверстие, то они становятся эластичными.
Почему так? Потому что чтобы материал начал растягиваться (в более общем случае - вообще деформироваться), нужно приложить определенное пороговое усилие, которое формирует в полимере... ну, что-то вроде центров деформации. И при растяжении полимера это пороговое усилие выше чем усилие разрыва - то есть, он рвётся раньше, чем начинает тянуться. А при продавливании его, наоборот, сжимают, и рваться ему некуда - то есть усилие может быть абсолютно любым (то есть оно ограничено, конечно - но прочностью самой давилки, а не прочностью полимера). И вот тогда при сжатии в материале формируются эти самые центры деформации, которые и остаются с полимером на всю его полимерную жизнь. И после обжатия он вполне сбе растягивается.
Второй был про получение пористых материалов методом лиофильной сушки.
Что такое лиофильная сушка? Это когда раствор сначала замораживают, а потом начинают откачивать воздух из пространства над ним, и за счёт низкого давления лёд испаряется напрямую, минуя стадию жидкости.
И тут начинается интересное.
Во-первых, размер кристалликов льда зависит от температуры. А кристаллики льда, которые потом улетают - это, по сути, поры в высушенном веществе. Значит, меняя температуру и скорость заморозки, можно менять размер пор.
Создавая градиент температуры - это когда температура в толще слоя плавно меняется от одной стороны к другой - можно добиться, чтоб кристаллы льда выросли в виде палочек, тогда после их испарения высушенное вещество будет похожим на соты - с параллельными друг другу каналами.
Можно растворять вещество в смеси двух растворителей, один из которых ему не очень нравится, тогда получится суспензия. Если эту суспензию потом лиофильно высушить, получится что помимо пор от кристалликов льда, будет ещё одна структура: даже там, куда лёд вытеснил само вещество, оно будет не сплошным, а состоять из отдельных шариков (ну или наоборот - содержать крохотные поры)06.1006.10
Первый доклад был о формировании фотонных кристаллов. Это такие штуки, в которых наночастицы с размером, близким к длине волны света, расположены упорядоченно, что даёт всякие прикольные оптические эффекты, как например, у опала или бабочкиного крыла (это природные фотонные кристаллы, да)
Ну так вот, их можно получать с помощью раствора полимера, в котором эти наночастицы болтаются. Способы разные.
Можно добавлять всякие соли и менять состав раствора, это вызывает изменения в структуре решетки
Можно экспериментировать с видом и составом полимера
А можно ещё сунуть в раствор какую-то поверхность, и тогда (если в растворе есть полимер) наночастицы начнут упорядоченно собираться на этой поверхности.
Ещё понравился доклад про мицеллы. Тут вообще смешно вышло: с ним приехал научрук моего знакомого. Учились в одной группе, работаем в одном здании, при встрече говорим друг другу привет и иногда одалживаем друг у друга реактивы. Вчера я этого чувака (не того который знакомый, а того который научрук) тоже видела. он даже расспрашивал про мой стендовый доклад. Начал про поверхностно-активные вещества, я радостно подхватила, мол, да, с ними работает юзернейм такой-то, бла-бла-бла... он с умным лицом выслушал и выдал: "Знаю, я его научный руководитель".
Ну вот, а сегодня он выступал с устным докладом и рассказывал про мицеллы и наночастицы магнетита, которые в них встраиваются.
молекула ПАВ (мне лень каждый раз писать "поверхностно-активное вещество", буду вот так сокращать) - это такой червяк с длинным хвостом. Голове червяка нравится быть в воде, а хвосту нет, поэтому ПАВ удобней всего быть на поверхности воды, сунув туда голову и выставив хвост в воздух. Или в жир, если вода граничит с жиром, например. Всякие мыла, шампуни и средства для мытья посуды - это ПАВ, потому-то они и отмывают жир так хорошо: хвосты в жир, головы в воду, и вот уже капелька жира, окруженная слоем ПАВ, спокойно может плавать в воде, так как снаружи вода "видит" только головы ПАВ. Вот такой слой, к слову, и есть мицелла. Бывает, он образуется на границе раздела вода-масло, а бывает - и просто так, в воде: ПАВ собирается в шарики чтоб спрятать от воды хвосты.
Мицеллы бывают круглые, шарики. Бывают длинные, такие верёвки
Раствор ПАВ, который собрался в длинные мицеллы - он вязкий за счёт того, что они, как верёвки, путаются между собой.
Если добавить туда наночастицы, мицеллы прилипают к ним концами, причем на одну частицу может прилипнуть несколько мицелл - и за счёт этого они дополнительно сцепляются, и вязкость растёт.
Магнетит, как понятно из названия, притягивается к магнитам. В магнитном поле вся эта аццкая смесь движется как единое целое, увлекая за собой жидкость. А ещё в магнитном поле у такой системы резко возрастает вязкость (вплоть до трёх порядков), и при слабых воздействиях она начинает вести себя не как жидкость, а как твёрдое тело.
Третье, что понравилось - доклад о том, как можно ПАВ полимеризовать.
если коротко: берем раствор с низкой концентрацией ПАВ, закидываем туда полимер. ПАВ к нему липнет, образуя мицеллы - и тут мы запускаем полимеризацию самого ПАВ, получаются такие полимерные оболочки.
Их можно получать разного размера и формы, а ещё можно высаживать их в осадок с определенной структурой и выращивать внутри наночастицы.07.10Тут были два занятных доклада. Первый - про полимерные ткани в медицине. Клеткам в организме для того, чтоб жить и расти нужен специальный каркас - они как бы упакованы в авоську из особого белка - коллагена. Чтобы выращивать органы (или ускорять регенерацию тела после ранений) тоже нужен такой каркас: пористая полимерная структура, вроде губки. Его можно взять у донора (и его прелесть по сравнению с целым органом в том, что он не вызывает иммунного отторжения), а можно сделать, условно говоря, "в пробирке".
Ну вот народ подбирал для этого дела полимеры и способы формировать нужную структуру. Нужно, чтобы имплантированный кусок такой полимерной губки не вредил организму, а в идеале - ещё и распадался со временем, замещаясь собственным коллагеном (и чтобы продукты распада тоже были безвредны).
Второй доклад был, на мой взгляд, особенно крут: чувак рассказывал о биоинформатике. Отличие мозга от процессора, а нейрона - от транзистора в первую очередь в том, что он меняется под воздействием обрабатываемой информации. Чем активнее задействована связь двух нейронов, тем легче её активировать каждый следующий раз; это, по сути, и есть обучение.
В электронике это значит следующее: чем больший заряд (ну то есть если, например, считать ток постоянным, то - чем дольше ток течет через прибор) прошел через девайс, тем лучше девайс проводит. Такая штука называется "мемристор", теоретически обсуждалась давно, а чувак реализовал её на практике, собрав из полимеров.
И собранные из них схемы действительно могут обучаться. Ну, например, они сделали самый простой девайс, который можно обучить рефлексу Павлова. Ну все, наверное, знают: если, кормя собаку, включать лампочку, то скоро у неё начнёт выделяться слюна уже не на запах еды, а на свет лампочки, хотя раньше на ту лампочку ей было пофиг. Так и тут. Есть два входа и один выход. Один вход - "значимый": если на него приходит сигнал, на выходе будет сильный ток, "1". Второй вход - "нейтральный", даже если на него что-то там приходит, на выходе будет очень слабый ток, соответствующий "0". Но если в течение какого-то времени подавать ток на оба входа одновременно, нейтральный вход тоже станет значимым, и при получении сигнала с него на выходе будет сильный ток. Были и другие приборы, чуть более сложные, которые уже можно "обучать" по-разному и даже "переучивать" с одной реакции на другую.