Международная команда исследователей под руководством сотрудника МГУ имени М.В. Ломоносова Дмитрия Иванова детально исследовала параметры биосовместимых самоорганизующихся полимеров, образующих объемную структуру из эластичных элементов, похожих на бутылочные ёршики, связанных жёсткими стеклообразными нанометровыми шариками.

Знание физико-химических параметров позволит создавать из этого полимера биосовместимые материалы с тонко настраиваемыми механическими свойствами. Такие материалы могут найти применение как импланты или искусственные аналоги различных тканей человека: более жесткие могут заменить хрящ, а более мягкие — кожу или даже жировую ткань. Результаты исследования опубликованы в журнале ACS Macro Letters.

В современном материаловедении господствуют два подхода к разработке новых материалов: эмпирический, или эдисоновский (учёные шутливо называют его “методом научного тыка”), в основе которого лежит комбинаторика, и предиктивный, опирающийся на аналитические расчеты и имеющий предсказательную силу. Чтобы создать материал первым путём, учёные перебирают несколько известных параметров в разных сочетаниях до достижения нужного результата. Если число таких параметров возрастает, время на поиск оптимального по свойствам материала будет увеличиваться до бесконечности.

«Тесла сравнивал подход Эдисона с поиском иголки в стоге сена путём перебора каждой соломинки и полагал, что немного расчётов могли бы сильно упростить поиски и сэкономить уйму времени, — рассказывает ведущий автор исследования, заведующий лабораторией инженерного материаловедения МГУ Дмитрий Иванов. — В современном материаловедении никакого времени не хватит на поиски материала под узкие нужды путём перебора, поэтому мы решили сделать ставку на кодирование структуры полимеров, обладающих нужными параметрами. Однако это требует детального знания структуры полимеров, и мы их выяснили».