Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Полимеры и биополимеры с точки зрения физики

Покупка
Артикул: 164960.02.01
Доступ онлайн
500 ₽
В корзину
В книге рассматриваются как синтетические и природные полимеры, так и биополимерные наносистемы живой клетки. Хотя традиционно первые — предмет химии и химической технологии, а вторые — биофизики и молекулярной биологии, подход, основанный на физике молекулярных цепей, позволяет авторам красиво и просто представить широкий спектр вопросов. Приводится очень мало математических выкладок, не выходящих за рамки обычной школьной программы, и предлагаются их простые объяснения на качественном уровне. Немногочисленные представленные химические формулы подробно описываются. Используемый материал из физики за пределами школьного курса обстоятельно истолковывается, например, понятие энтропии. Простота изложения не мешает авторам подвести читателя к передовому рубежу современной науки о полимерах. Затронуты такие темы, как наноструктуры в полимерах, самоорганизация белка, змееподобное («рептационное») движение макромолекул, фракталы в полимерах, молекулярная эволюция, и др. Поэтому книга может быть полезна не только школьникам, студентам и аспирантам, но и работающим специатистам. Первое издание учебного пособия широко используется в ведущих российских университетах.

Только для владельцев печатной версии книги: чтобы получить доступ к дополнительным материалам, пожалуйста, введите последнее слово на странице №258 Вашего печатного экземпляра.

Гросберг, А. Ю. Полимеры и биополимеры с точки зрения физики : учебное пособие / А. Ю. Гросберг, А. Р. Хохлов — 2-е изд. — Долгопрудный: Издательский Дом «Интеллект», 2014. — 304 с: цв. ил. - ISBN 978-5-91559-188-1. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/514136 (дата обращения: 22.11.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
А.Ю. ГРОСБЕРГ, А.Р. ХОХЛОВ 

2014

ПОЛИМЕРЫ  
И БИОПОЛИМЕРЫ  
С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФИЗИКИ

Перевод с английского  А.А. Аэрова
Второе издание

À. Þ. Ãðîñáåðã, À.Ð. Õîõëîâ
Ïîëèìåðû è áèîïîëèìåðû ñ òî÷êè çðåíèÿ ôèçèêè. Ïåð. ñ
àíãë.: Ó÷åáíîå èçäàíèå / À.Þ. Ãðîñáåðã, À.Ð. Õîõëîâ – 2-å èçä.
– Äîëãîïðóäíûé: Èçäàòåëüñêèé Äîì «Èíòåëëåêò», 2014. –
304 ñ.: öâ. èë.
ISBN 978-5-91559-188-1

 êíèãå ðàññìàòðèâàþòñÿ êàê ñèíòåòè÷åñêèå è ïðèðîäíûå ïîëèìåðû, òàê è áèîïîëèìåðíûå íàíîñèñòåìû æèâîé êëåòêè. Õîòÿ òðàäèöèîííî ïåðâûå – ïðåäìåò õèìèè è õèìè÷åñêîé òåõíîëîãèè, à âòîðûå –
áèîôèçèêè è ìîëåêóëÿðíîé áèîëîãèè, ïîäõîä, îñíîâàííûé íà ôèçèêå
ìîëåêóëÿðíûõ öåïåé, ïîçâîëÿåò àâòîðàì êðàñèâî è ïðîñòî ïðåäñòàâèòü
øèðîêèé ñïåêòð âîïðîñîâ. Ïðèâîäèòñÿ î÷åíü ìàëî ìàòåìàòè÷åñêèõ
âûêëàäîê, íå âûõîäÿùèõ çà ðàìêè îáû÷íîé øêîëüíîé ïðîãðàììû, è
ïðåäëàãàþòñÿ èõ ïðîñòûå îáúÿñíåíèÿ íà êà÷åñòâåííîì óðîâíå. Íåìíîãî÷èñëåííûå ïðåäñòàâëåííûå õèìè÷åñêèå ôîðìóëû ïîäðîáíî îïèñûâàþòñÿ. Èñïîëüçóåìûé ìàòåðèàë èç ôèçèêè çà ïðåäåëàìè øêîëüíîãî
êóðñà îáñòîÿòåëüíî èñòîëêîâûâàåòñÿ, íàïðèìåð, ïîíÿòèå ýíòðîïèè.
Ïðîñòîòà èçëîæåíèÿ íå ìåøàåò àâòîðàì ïîäâåñòè ÷èòàòåëÿ ê ïåðåäîâîìó ðóáåæó ñîâðåìåííîé íàóêè î ïîëèìåðàõ. Çàòðîíóòû òàêèå òåìû,
êàê íàíîñòðóêòóðû â ïîëèìåðàõ, ñàìîîðãàíèçàöèÿ áåëêà, çìååïîäîáíîå
(«ðåïòàöèîííîå») äâèæåíèå ìàêðîìîëåêóë, ôðàêòàëû â ïîëèìåðàõ, ìîëåêóëÿðíàÿ ýâîëþöèÿ, è äð. Ïîýòîìó êíèãà ìîæåò áûòü ïîëåçíà íå
òîëüêî øêîëüíèêàì, ñòóäåíòàì è àñïèðàíòàì, íî è ðàáîòàþùèì ñïåöèàëèñòàì.
Ïåðâîå èçäàíèå ó÷åáíîãî ïîñîáèÿ øèðîêî èñïîëüçóåòñÿ â âåäóùèõ
ðîññèéñêèõ óíèâåðñèòåòàõ.

ISBN 978-5-91559-188-1
© 2010, À.Þ. Ãðîñáåðã, À.Ð. Õîõëîâ
© 2014, ÎÎÎ Èçäàòåëüñêèé Äîì
«Èíòåëëåêò», îðèãèíàë-ìàêåò,
îôîðìëåíèå

Вере и Наташе

ОГЛАВЛЕНИЕ

Предисловие нобелевского лауреата П.-Ж. де Жена к первому изданию
книги на английском языке . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
8
Выдержки из рецензий к первому изданию книги на английском языке .
10
Предисловие авторов к русскому изданию . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
13
Благодарности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
15

Г л а в а 1. Введение: физика в мире полимеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
17

Г л а в а 2. Как выглядит молекула полимера? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
2.1. Полимеры — длинные молекулярные цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
2.2. Гибкость полимерных цепей. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
22
2.3. Механизмы гибкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
25
2.4. «Портрет» полимерного клубка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
2.5. Гетерополимеры, разветвленные полимеры и заряженные полимеры .
28
2.5.1. Гетерополимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
2.5.2. Разветвлённые полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
29
2.5.3. Заряженные полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
30
2.6. Кольцевые макромолекулы и топологические эффекты . . . . . . . . . .
31

Г л а в а 3. Как синтезируют полимеры? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
3.1. Полимеризация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
33
3.2. Поликонденсация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
36
3.3. Катализаторы для синтеза полимеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
3.4. Полидисперсность, живая полимеризация . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
38
3.5. Разветвленные полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
40

Г л а в а 4. Какие бывают полимерные вещества? . . . . . . . . . . . . . . . . . .
41
4.1. «Традиционные» агрегатные состояния и полимеры . . . . . . . . . . . .
41
4.2. Возможные состояния полимерных веществ . . . . . . . . . . . . . . . . .
43
4.3. Пластмассы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
46
4.4. Полимерные волокна . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
48
4.5. Полимерные жидкие кристаллы и сверхвысокопрочные волокна . . . .
54
4.6. Полимерные растворы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
56
4.7. Полимерные смеси и блок-сополимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
58
4.8. Иономеры и ассоциирующие полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
60
4.9. Проводящие полимеры . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
64

Оглавление
5

Г л а в а 5. Полимеры в живой природе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
66
5.1. Немного о воде, о любви к ней, и о водобоязни . . . . . . . . . . . . . .
66
5.2. Молекулы из головы и хвоста . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
69
5.3. Молекулярная биология и молекулярная архитектура . . . . . . . . . . .
73
5.4. Молекулярные машины: белки, РНК и ДНК. . . . . . . . . . . . . . . . .
75
5.5. Химическое строение белков, ДНК и РНК . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75
5.5.1. Белки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
75
5.5.2. Нуклеиновые кислоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
77
5.6. Первичная, вторичная и третичная структуры биополимеров . . . . . .
79
5.6.1. Первичная структура: последовательности . . . . . . . . . . . . . . .
79
5.6.2. Метилирование ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
82
5.6.3. Вторичная структура . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
83
5.6.4. Третичные структуры. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
87
5.7. Глобулярные белки-ферменты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
88
5.8. Молекулярные моторы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
91
5.9. Физика и биология . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
92

Г л а в а 6. Математика простого полимерного клубка . . . . . . . . . . . . . . .
94
6.1. Математика в физике . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
94
6.2. Полимерная цепь как траектория движения броуновской частицы . .
95
6.3. Размер полимерного клубка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
98
6.4. Вывод закона «квадратного корня» . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
100
6.5. Персистентная длина и сегмент Куна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
102
6.6. Плотность полимерного клубка и диапазоны концентраций полимерного раствора . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
105
6.7. Гауссово распределение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
107

Г л а в а 7. Физика высокоэластичности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
111
7.1. Колумб открыл . . . натуральный каучук . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
111
7.2. Высокоэластичность . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
112
7.3. Открытие вулканизации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
114
7.4. Синтетический каучук . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
117
7.5. Высокоэластичность и растяжение отдельной полимерной цепочки .
118
7.6. Энтропия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
124
7.7. Энтропийная упругость идеального газа . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
127
7.8. Свободная энергия . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
130
7.9. Энтропийная упругость полимерной цепи . . . . . . . . . . . . . . . . . .
131
7.10. Энтропийная упругость полимерной сетки . . . . . . . . . . . . . . . . . .
132
7.11. Эффект Гуха–Джоуля и тепловые явления при деформации резины .
138
7.12. Еще раз о растяжении полимерной цепи: персистентная модель и
двойная спираль ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
140
7.12.1. Сильно растянуть полимерную цепь — почти то же, что поместить её в узкую трубку . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
143
7.12.2. Сильное растяжение свободно-сочленённой цепи . . . . . . . .
143
7.12.3. Сильное
растяжение
цепи
с
персистентным
механизмом
гибкости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
145
7.12.4. Силовая спектроскопия. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
148

Оглавление

Г л а в а 8. Проблема исключенного объема . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
151
8.1. Линейная память и объемные взаимодействия . . . . . . . . . . . . . . .
151
8.2. Четыре силы мира молекул, масштабы и единицы . . . . . . . . . . . .
154
8.3. Проблема исключенного объема: постановка задачи . . . . . . . . . . .
156
8.4. Плотность клубка и столкновения мономерных звеньев . . . . . . . . .
159
8.5. Хорошие растворители, плохие растворители и θ-условия . . . . . . .
161
8.6. Набухание полимерного клубка в хорошем растворителе . . . . . . . .
163
8.7. Эффект исключенного объема в полуразбавленном растворе . . . . . .
166
8.8. Расслоение полимерных смесей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
168

Г л а в а 9. Клубки и глобулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
171
9.1. Что такое переход клубок–глобула? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
171
9.2. Свободная энергия глобулы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
173
9.3. Энергия взаимодействия мономеров . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
173
9.4. Энтропийный вклад. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
175
9.5. Коэффициент набухания α . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
177
9.6. Переход клубок–глобула. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
179
9.7. Предпереходное разбухание . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
181
9.8. Экспериментальные наблюдения перехода клубок–глобула . . . . . . .
182
9.9. Динамика перехода клубок–глобула . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
184
9.10. Некоторые обобщения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
185
9.11. Коллапс полимерных сеток . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
186
9.12. Глобулярное состояние двойной спирали ДНК . . . . . . . . . . . . . . .
190
9.13. Почему их называют глобулами? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
193
9.14. Какого рода переход клубок–глобула?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
194

Г л а в а 10. Глобулярные белки и их сворачивание . . . . . . . . . . . . . . . . .
197
10.1. Эксперимент Анфинсена: ренатурация. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
197
10.2. Апериодический кристалл или равновесное стекло? . . . . . . . . . . .
199
10.3. Парадокс Левинталя . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
201
10.4. Денатурация и ренатурация — скачкообразные кооперативные переходы со скрытой теплотой . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
202
10.5. Статистические сополимеры — не белковоподобные, поскольку у
них нет скрытой теплоты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
204
10.6. Отобранные последовательности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
208
10.7. Запоминание более одной конформации и «неправильные» глобулы
211
10.8. Ландшафты и вор´онки . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
213
10.9. Образование зародышей и разрешение парадокса Левинталя . . . . .
214
10.10. In vivo, in vitro, in virtuo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
216
10.11. Решена ли проблема сворачивания белка? . . . . . . . . . . . . . . . . .
219
10.12. Змеекуб . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
221

Г л а в а 11. Узлы. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
224
11.1. Узлы в физике: что такое атомы? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
224
11.2. Таблица узлов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
226
11.3. Часто ли встречаются узлы?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
227
11.4. Узлы на ДНК . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
230

Оглавление
7

11.5. Плектонемная ДНК и топологические ферменты. . . . . . . . . . . . .
231
11.6. Узлы в белках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
233

Г л а в а 12. Динамика полимерных жидкостей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
235
12.1. Вязкость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
235
12.2. Вязкоупругость . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
237
12.3. Модель рептаций . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
239
12.4. Максимальное время релаксации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
240
12.5. Модуль Юнга сетки, образованной квазисшивками . . . . . . . . . . .
243
12.6. Трубка . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
245
12.7. Зависимость максимального времени релаксации от длины цепи . .
245
12.8. Вязкость полимерного расплава и коэффициент самодиффузии . . .
248
12.9. Экспериментальная проверка теории рептаций . . . . . . . . . . . . . .
249
12.10. Теория рептаций и гель-электрофорез ДНК . . . . . . . . . . . . . . . .
250
12.11. Теория рептаций и гель-эффект при полимеризации . . . . . . . . . .
253

Г л а в а 13. Математика сложных полимерных структур. Фракталы . . . . . .
255
13.1. Еще немного о математике в физике: как физик определяет размерность пространства? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
255
13.2. Регулярные фракталы, или как рисовать красивые узоры . . . . . . .
256
13.3. Самоподобие . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
258
13.4. Природные фракталы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
260
13.5. Простые полимерные фракталы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
263
13.6. Зачем говорить о фракталах? Диалог двух авторов . . . . . . . . . . . .
266
13.7. Почему самоподобие описывается степенными законами и как это
можно использовать в физике полимеров? . . . . . . . . . . . . . . . .
267
13.8. Другие фракталы в полимерах, . . . и полимеры во фракталах . . . .
270
13.9. Геометрия и классификация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
271

Г л а в а 14. Полимеры, эволюция и происхождение жизни . . . . . . . . . . . .
273
14.1. Зачем упоминать происхождение жизни в книге о полимерах? . . . .
273
14.2. Биологическая эволюция на молекулярном уровне . . . . . . . . . . .
275
14.2.1. Генеалогическое древо и его корень — LUCA . . . . . . . . . .
275
14.2.2. Некоторые факты . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
277
14.2.3. Степенные зависимости . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
277
14.2.4. Статистика последовательностей . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
279
14.2.5. Осмысленное и бессмысленное, случайное и фрактальное . .
281
14.3. Энтропия и эволюция . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
282
14.3.1. Зарождение жизни и эволюция Вселенной . . . . . . . . . . . .
282
14.3.2. Жизнь и второй закон термодинамики . . . . . . . . . . . . . . .
283
14.3.3. Химическая эволюция на ранней Земле . . . . . . . . . . . . . .
288
14.3.4. Первичная полимеризация . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
289
14.3.5. Запоминание случайного выбора . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
292
14.3.6. Право-левая асимметрия природы . . . . . . . . . . . . . . . . . .
294
14.3.7. QWERTY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
295
14.3.8. Создание новой информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
296
14.4. Заключение . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
298

Список рекомендуемой литературы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
300

ПРЕДИСЛОВИЕ НОБЕЛЕВСКОГО
ЛАУРЕАТА П.-Ж. ДЕ ЖЕНА
К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ КНИГИ
НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ

Идея о том, что вещество состоит из атомов, принадлежит древним
грекам. Но для них она была лишь формальным постулатом, не подтверждённым никаким конкретным знанием об этих бесконечно малых
объектах. Человечеству потребовалось более двух тысяч лет для того,
чтобы обосновать этот постулат и доказать, что вещество действительно
состоит из атомов и групп атомов, называемых молекулами. Первый эксперимент по определению размера молекул был проведён Б´енджамином
Фр´анклином. Зная (тоже от древних греков), что небольшое количество
растительного масла подавляет волны на воде, Фр´анклин пришёл на
один из прудов в Кл´эпхем К´оммон1) и, когда небольшой ветерок поднял
рябь на поверхности воды, вылил на неё ложку масла. Затем он измерил
площадь поверхности, на которой рябь исчезла. Она оказалась очень
большой. Выражаясь современным языком, он создал очень тонкий мономолекулярный слой масла на поверхности воды. Если бы Фр´анклин
разделил объём ложки на эту площадь, то получил бы размер молекулы
масла (что-то около двух нанометров).
К сожалению, Фр´анклин этого не сделал. Это сделал лорд Рэлей, целым
столетием позже (что описано в замечательной книге Ч. Тэнфорда2)).
Но эксперимент Фр´анклина стал исторической вехой: он был первым
подтверждением того, что молекула — не плод воображения философа,
а реальный объект с чётко определённым размером!
Следующий важный шаг связан с макромолекулами, которым посвящена настоящая книга. Многие окружающие нас вещи (дерево, одежда, наше собственное тело . . .) состоят из макромолекул или, как их
сейчас называют, полимеров. Понимание того, что представляет собой
макромолекула, пришло к учёным не сразу. В XIX веке многие химики
синтезировали новые полимеры и выливали их в раковину! В те времена
считалось, что только чистые вещества заслуживают внимания, а крите
1) Парк на юге Лондона. — Прим. перев.
2) Tanford C. Ben Franklin stilled the waves. — Durham: Duke University Press,
1980.

Предисловие П.-Ж. де Жена к первому изданию книги на английском языке
9

рием чистоты была скачкообразность плавления: если вновь полученное
вещество не способно претерпевать скачкообразный переход из жидкого
состояния в твёрдое, то оно недостаточно очищено, и с ним дальше работать нельзя. Полимеры же плавятся постепенно (почему — отчасти объяснено в настоящей книге), поэтому, несмотря на упорные попытки, их
«очистить» не удавалось, и приходилось выбрасывать. В конце концов, в
1920-х годах Г. Штаудингер убедительно доказал химическому научному
сообществу существование длинных цепных молекул. После этого в игру
вступили физики. Первым был Кун. Он понял механизм гибкости макромолекул, а также роль энтропии в полимерных системах и обусловленную
ею упругость резины. Об этом можно прочесть в ещё одной замечательной книге3). Затем существенный вклад внёс П. Фл´ори, объяснив большинство основных свойств полимеров с помощью простых, но глубоких
идей. Следующий важный шаг был сделан С. Ф. Эдвардсом. Он выявил
глубокую аналогию между конформацией полимерной цепи и траекторией квантово-механической частицы. Это позволило использовать при
исследовании полимеров то, что было наработано в течение предыдущих
пятидесяти лет теоретиками, занимавшимися квантовой механикой.
В настоящей книге описана наука о полимерах на её современной
стадии развития. Авторы проявили замечательную способность излагать
предмет простым доступным языком, почти полностью избегая тяжеловесного теоретического формализма — излюбленного, к сожалению,
инструмента многих учёных как в России, так и во Франции, привыкших
к перекосу в сторону математики.
Текст книги несомненно будет понятен студентам университетов и
научным сотрудникам. В связи с этим я считаю её весьма полезной. Макромолекулы — неотъемлемая часть нашей жизни. Однако, как показали
авторы этой книги, макромолекулы имеют отношение и к культуре. Для
Куна и Флори макромолекулы значили то же, что для Баха — клавесин.
Поблагодарим же тех, кто дал нам возможность слушать эту «музыку»
полимеров.

П.-Ж. де Жен
Март 2006 г.

3) Morawetz H. Polymers: the Origins and Growth of a Science. — New York: John
Wiley & Sons, 1985.

ВЫДЕРЖКИ ИЗ РЕЦЕНЗИЙ
К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ КНИГИ
НА АНГЛИЙСКОМ ЯЗЫКЕ

Авторы этой прекрасной книги о полимерах — мировые лидеры в данной области. Нельзя не отметить их мастерское умение излагать материал, вписывая его одновременно и в исторический контекст, и в контекст
современной науки. Эта книга — чудесное введение в физику полимеров . . ., в ней точность сочетается с ясностью и доступностью. Её можно
читать просто для удовольствия, как занимательную повесть. Я считаю,
что эта книга должна быть у любого, кто изучает полимеры. Она наверняка станет популярной и в более широкой аудитории.

Ф´илип П´инкус, Калифорнийский университет в С´антаБ´арбаре (из рецензии на рукопись книги, 1996 г.)

Гигантские молекулы — одна из самых животрепещущих тем современного естествознания. Эта книга, написанная двумя замечательными
физиками, проведёт читателя на самые передовые рубежи науки о полимерах . . ., при этом от самого читателя не требуется никакой специальной подготовки, — только любознательность. Авторы — прекрасные
рассказчики. Им удалось написать книгу в равной степени безупречную
с научной точки зрения и увлекательную. Она понравится каждому, кто
интересуется последними достижениями полимерной науки, вне зависимости от исходного уровня его знаний. Не пропустите эту книгу!

Тойоичи Тан´ака (1946–2000), Массач´усетский технологический институт (из рецензии на рукопись книги, 1996 г.)

Кто мог предположить, что два теоретика напишут удобочитаемую и
простую для понимания монографию о физике полимеров? Однако же
именно такую книгу написали А. Ю. Гросберг и А. Р. Хохлов . . . Более
ясных объяснений я не встречал.

Эдвин Л. Т´омас, Отделение Техники и Материаловедения,
Массач´усетский технологический институт («Nature»,
1997, том 388, с. 842)

Доступ онлайн
500 ₽
В корзину