Особенное строение позволяет полимерам обладать разнообразными физическими свойствами. Эти вещества очень прочные и гибкие, за счет чего способны к обратимым деформациям. Полимеры обладают низкой теплопроводностью, являются диэлектриками, то есть не могут пропускать электрические заряды с заряженного тела на незаряженное. Стеклообразные полимеры бьются без острых осколков, поэтому считаются более безопасным материалом, чем традиционное стекло.

Но, пожалуй, самым важным качеством полимеров является резкое изменение различных характеристик при введении небольших количеств примесей. Благодаря этому необычному свойству, полимеры — основной материал привычных для каждого из нас товаров, начиная от одежды и бутылок для напитков (полиэфиры), красок (полиакрил), пластиковых упаковок для молока (полиэтилен), безопасных контейнеров для пищевых продуктов (полиолефины, полистирол) и заканчивая основными частями автомобилей, ракет и самолетов (эпоксиды, полиамиды). Они также являются важными компонентами практически всех новых передовых технологий, начиная с промышленной революции — паровой двигатель, космический корабль, компьютер, мобильный телефон. Не все замечают присутствие полимеров в нашей жизни, но представить ее без них с каждым годом становится все сложнее.

Одним из самых успешных открытий в области новых материалов является работа ученых из Научно-исследовательских лабораторий IBM Research, опубликованная в журнале Science. Ученые открыли новый вид полимерных материалов, которые впервые одновременно демонстрируют и устойчивость к растрескиванию (их прочность выше, чем у кости), и способность самостоятельно восстанавливаться до первоначальной формы. При этом полимеры полностью перерабатываемые. Кроме того, эти материалы могут преобразовываться в новые полимерные структуры для дальнейшего увеличения прочности на 50%, что делает их сверхпрочными и легкими. Они модернизирую производство и изготовление в области транспорта, аэрокосмической промышленности и микроэлектроники.

Ученые IBM использовали новый гибридный подход «вычислительной химии», сочетающий в себе лабораторные эксперименты и сложные вычисления. Такой подход ускорил процесс поиска новых материалов, что, в свою очередь, позволило обнаружить несколько ранее неизвестных классов полимеров.

Разработанный ими полимер может находиться в двух состояниях. В твердом виде он очень прочный. Если соединить его с углеродным волокном, получится крепкий композитный материал, похожий на металл и обладающий способностью к самовосстановлению. Второе состояние нового полимера — эластичный гель. В этом случае с восстановлением все еще лучше: если вы разрежете кусочек геля на много мелких частей, а потом положите их в одну емкость, они за считанные секунды срастутся.

«Новые материалы имеют важное значение для решения глобальных проблем, разработки новых продуктов и революционных технологий. Теперь мы можем строить новые полимерные структуры и предсказать, как молекулы будут вести себя в разных химических реакциях. Эта разработка уникальна и позволяет нам удовлетворять важные потребности передовых материалов для применения в транспорте, микроэлектронике и медицине», — рассказывает Джеймс Хедрик (James Hedrick), специалист по передовым органическим материалам, IBM Research.

Все детали велосипеда будут покрыты самовосстанавливающейся краской, которая способна автоматически устранять дефекты. В случае повреждения покрытия, полимер будет заполнять царапины, и ваш велосипед снова будет как новый. Если во время поездки вы наедете на острый камень, то не стоит переживать о целости колес. В результате пореза резины будет запускаться процесс достраивания разорванных химических связей, основанный на притяжении противоположно заряженных частиц. Полимер заполняет порез или прокол в шине, и вы можете ехать на велосипеде дальше.

Помимо поломки, большую опасность для велосипедистов представляют выбоины и ямы на дорогах. Эта проблема перестанет быть головной болью не только велосипедистов, автомобилистов, но и дорожных работников, благодаря «умному» бетону — самовосстанавливающемуся материалу, который способен выявлять дефекты и устранять их самостоятельно. Но если вы все-таки не совладали с координацией и упали с велосипеда, повредив при этом одежду, не отчаивайтесь и просто отойдите на обочину или сядьте на лавку. Пока вы будете отходить от падения, намочите поврежденный участок одежды водой и сдавите порванное место. Благодаря особым белкам, ткань за минуту сможет «зашить» себя самостоятельно.