**Фізіка палімераў** - раздзел фізікі, які вывучае будову і фізічныя ўласцівасці палімераў, тэрмадынаміку апошніх і іх раствораў, макрамалекул і палімерных сетак, рэлаксацыйныя з’явы (механічная, электрычная і магнітная рэлаксацыя).

Важныя паняцці
--------------

* Палімер
* Макрамалекула
* Глобул
* Эфект Кера
* Сегмент Куна і персістентная даўжыня
* Вязкапругкасць

Гісторыя
--------

У XIX стагоддзе навукоўцы ўсё яшчэ прытрымліваліся думкі, што палімеры - параўнальна простыя па сваёй структуры злучэння, тлумачачы іх ўласцівасці ізамерызмам.

У 1858 годзе Карл Вільгельм фон Негелі прапанаваў міцеллярную тэорыю палімераў, згодна з якой вялікія малекулы ёсць сукупнасць малых малекул, якія ўтрымліваюцца разам слабымі межмолекулярных сіламі. Фізікі і хімікі таго часу былі ўпэўненыя ў тым, што вельмі вялікія злучэнні павінны валодаць зніжанай малекулярнай арганізацыяй і падлягаюць самораспаду.

У 1920 год Штаудзінгер стварыў  цэласную макромолекулярном тэорыю будынка палімераў - доўга-цепочечных малекул, якія складаюцца з невялікага ліку дзясяткі і сотні разоў паўтаральных злучэнняў. Ён сцвярджаў, што малекула натуральнага каўчуку (палімер) - гэта сапраўдная ўстойлівая малекула, якая складаецца з ланцуга звёнаў, якія ўтрымліваюцца разам з дапамогай простых сувязяў, і якая змяшчае тысячы атамаў.

Прытрымліваючыся таго меркавання, што макрамалекулы - жорсткія стрыжні, Штаудзінгер раскрытыкаваў эксперыментальныя доказы, сабраныя Германам Фрэнсісам Маркам і Ф. Эйрыха, якія паказвалі на тое, што палімеры магу існаваць у выглядзе гнуткіх ланцугоў, так і ў выглядзе міцелопадобных звязкаў. Пасля [*крыніца?*] Г. Ф. Марк і Курт Майер ўвялі канцэпцыю гнуткіх ланцугоў.

Першым навукоўцам, ужыўшы метад статыстычнай механікі для палімераў, стаў швейцарскі фізік Вернер Кун, а неўзабаве яго ўжылі Герман Фрэнсіс Марк і Юджын (Ойген) Гут  (англ.) (бел. у Вене. Яны даследавалі з’ява высокоэластычнасці. Аказалася, што высокоэластычнасць мае энтропійную прыроду: пры расцяжэнні палімернага ўзору складнікі яго ланцужныя макрамалекулы распростваюцца - энтрапія пры гэтым памяншаецца, тым самым свабодная энергія ўзору ўзрастае.

Пазней П. Флоры выявіў, што калі канфігурацыя малых малекул у растворы можа быць дакладна апісана з дапамогай імавернасна-статычнага падыходу, то пры вялікім памеры палімерных малекул гэты падыход становіцца ненадзейным. Сітуацыя цалкам змяняецца, калі тэмпература раствора паніжаецца да пэўнага значэння, якое вар'іруецца ў залежнасці ад тыпу палімера. Пры такіх значэння тэмпературы раствор мае ўласцівасці «ідэальнага» раствора. Флоры назваў такое значэнне тэмпературы θ-кропкай (тэта-кропкай).

Статыстычная фізіка палімераў
-----------------------------

Асноўны артыкул: **Статыстычная фізіка макрамалекул**
 
У канцы 60-х гадоў было высветлена, што некаторыя прынцыповыя праблемы біяфізікі могуць быць сфармуляваны як задачы фізікі макрамалекул, а таксама задачы статфізікі макрамалекул апынуліся цесна звязанымі з самымі актуальнымі агульнафізічнай праблемамі. Гэта прыцягнула да тэорыі палімераў ўвагу шэрагу найбуйнейшых фізікаў-тэарэтыкаў, перш за ўсё І. М. Ліфшыц, С. Ф. Эдвардса, П. Ж. дэ Жонка.
  
Ж. дэ Клуазо  і П. Ж. дэ Жонак выявілі прамую аналогію паміж зменай выгляду вадкіх крышталяў і фазавым пераходам металу ў звышправодны стан. Таксама дэ Жонак паказаў, што статыстыка адзіночнай доўгай палімернай ланцужкі ў добрым растваральніку эквівалентная статыстыцы магнетыка паблізу фазавага пераходу другога роду.

С. Эдвардс  (раней) і І. М. Ліфшыц  (незалежна і падрабязней) усталявалі матэматычную аналогію паміж статыстычнай механікай палімернай ланцужкі і квантавай механікай часціцы ў вонкавым патэнцыяльным полі. С. Эдвардс паказаў, што статыстычная сума па ўсіх магчымых контурах палімера ў прасторы можа быць вытлумачана па аналогіі з інтэгралам па траекторыях Фейнмана, Ліфшыц атрымаў для палімернай ланцугу аналаг ўраўненні Шредынгера. Пазней Ліфшыц і яго вучнямі А. Ю. Гросбергом і А. Р. Хахлова былі знойдзеныя выраз для конформаціонной энтрапіі палімернай ланцугу і класічныя вынікі для палімернай глобулы ў растворы.

У адной з работ І. М. Ліфшыц  гаворка ўпершыню зайшла аб тым, што ў адной палімернай малекуле могуць быць фазавыя пераходы. Упершыню стан флуктуірующего клубка і сціснутай глобулы былі зразуметыя як дзве розныя фазы.

Практычнае прымяненне фізікі і фізхіміі палімераў
-------------------------------------------------

Першыя распрацоўкі ў галіне палімераў былі звязаны з пераўтварэннем ўжо існуючых натуральных палімераў у больш зручныя прадукты. Чарлз Гудзьір у 1839 годзе вынайшаў спосаб перапрацоўкі натуральнага каўчуку і серы у вулканізаванай каўчук (гуму ), які не плавіцца летам і не замярзае зімой. Крысціян Шёнбейн ў 1846 года ператварыў бавоўна у нітрацэллюлозу, якая можа быць расчынена адмысловымі растваральнікамі і залітая ў форму. Яго праца была працягнута Джонам Уэслі Хайаттом  (англ.) (бел. які атрымаў цэлулоід - цвёрдую сумесь нітроцеллюлозы і камфоры, з якой можна было фарміраваць розныя вырабы. Такімі былі першыя спробы пашырыць спектр даступных у вытворчасці матэрыялаў.

Літаратура
----------

* *Дой М. Эдвардс С. Динамическая теория полимеров, 2-е изд. 1998г. стр.440*
* *Де Жен. П. Идеи скейлинга в физике полимеров, 1982г. стр.368*
* *Бартенев Г. М. Френкель С. Я. Физика полимеров, 1990г. стр.433*
* *Strobl G. R. The Physics of Polymers,, 2007г. стр.518*
* *Morris P. J. T. Polymer Pioneers: A Popular History of the Science and Technology of Large Molecules, 2005г. стр.88*

Каменарыі
---------

1. ↑  H. Staudinger, Über Polymerisation(недаступная спасылка), Berichte d. D. Chem. Gesellschaft  *'53'*  (6), S. 1073 (1920 года)
2. ↑  F. Eirich, H. Mark, Hochmolekulare Stoffe in Lösung(недаступная спасылка), Ergebn. exakt. Naturwiss. **15**, S. 1 (1936)
3. ↑  E. Guth, H. Mark, Zur innermolekularen Statistik, insbesondere bei Kettenmolekülen. I(недаступная спасылка), Mh. Chem.  *'65'*  (1), S. 93 (1934)
4. ↑  H. M. James, E. Guth, Theory of the Elastic Properties of Rubber(недаступная спасылка), J. Chem. Phys.  *'11'* , p. 455 (1943)
5. ↑  P. J. Flory,  *Principles of Polymer Chemistry* , Cornell University Press, 1953 г.
6. ↑  J. des Cloizeaux, The Lagrangian theory of polymer solutions at intermediate concentrations(недаступная спасылка), J. Phys.  *'36'*  (4), p. 281 (1975)
7. ↑  S. F. Edwards, The statistical mechanics of polymers with excluded volume, Proc. Phys. Soc.  *'85'*  (4), p. 613 (1965)
8. 1 2  І. М. Лифщиц,  *Некаторыя пытанні статыстычнай тэорыі біяпалімераў* , ЖЭТФ  *'55'* , стр. 2408 (1968)
9. ↑  І. М. Ліфшыц, А. Ю. Гросберг, А. Р. Хахлоў, Аб'ёмныя ўзаемадзеяння ў статыстычнай фізіцы палімернай макрамалекулы, УФН '  *127*  '(3) (1979)