Микротехнологии на уровне ядра и клеток

СРС 10. Микротехнологии на уровне ядра и клеток.

. Сельское хозяйство. Замена природных производителей пищи (растений и животных) аналогичными функционально комплексами из молекулярных роботов. Они будут воспроизводить те же химические процессы, что происходят в живом организме, однако более коротким и эффективным путем. Например, из цепочки "почва - углекислый газ - фотосинтез - трава - корова - молоко" будут удалены все лишние звенья. Останется "почва - углекислый газ - молоко (творог, масло, мясо)". Такое "сельское хозяйство" не будет зависеть от погодных условий и не будет нуждаться в тяжелом физическом труде. А производительности его хватит, чтобы решить продовольственную проблему раз и навсегда.

 

• Для понятия нанотехнология, пожалуй, не существует исчерпывающего определения, но по аналогии с существующими ныне микротехнологиями следует, что нанотехнологии - это технологии, оперирующие величинами порядка нанометра. Поэтому переход от "микро" к "нано" - это качественный переход от манипуляции веществом к манипуляции отдельными атомами. 
• На цветной иллюстрации  антивещество выглядит довольно симпатично, хотя и неотчетливо. Неудивительно – ведь аннигилируют только те атомы, которые выскользнули из ловушки, а таких оказалось (их можно достоверно пересчитать) всего 130. Заявленные же 50000 атомов антиводорода – это невидимый фон предъявленного портрета, оцененный авторами публикации. Из чего следует, что, конечно, до конца работы еще очень далеко, но, тем не менее, впервые удалось взглянуть на часть антимира – пусть даже сбежавшую из ловушки.

 

 

• Новые перспективы старой молекулы 
  В погоне за новыми лазерными материалами ученые не останавливаются даже перед тем, чтобы загрузить необычной работой и без того работающую на нас без устали молекулу ДНК. На этот раз японские ученые из Chitose Institute of Science and Technology принялись мастерить лазер из ДНК [1].
• Несмотря на кажущуюся экзотичность такого сочетания, исходная идея работы вполне конструктивна и логична. На пути к миниатюризации и упрощению лазера на красителях возникло препятствие фундаментального характера. Молекулы красителей в растворе, служащие рабочим телом таких лазеров, испытывают значительную безызлучательную релаксацию при повышении концентрации. Само явление хорошо известно и для активированных стекол и кристаллов существует при режимах, далеких от лазерных. Оно носит название концентрационного тушения. Однако если концентрацию красителя или активатора при все уменьшающихся размерах элементов не повышать, можно прийти к тому, что молекул красителя в миниатюризированном элементе почти не останется. Какой уж после этого лазер!

 

 

НАНОСТРУКТУРЫ

•   
  Удивительный лазерный “пинцет” удерживает в фокусе светового пучка (мощностью в несколько милливатт) диэлектрические частицы, взвешенные в газе или жидкости и поляризованные электрическим полем света. Причем в этом аттракционе не участвуют отражающие, поглощающие и слабо диэлектрические частицы, выталкиваемые из фокальной точки. Более сложным делом, оказалось, создать сеть таких ловушек-пинцетов, независимо управляемых, что было бы очень ценно, например, при испытаниях лекарственных препаратов. Сотрудники Гарвардского университета с помощью акустооптического модулятора получили несколько управляемых пучков.

 

Лазерные  сети

• Аномальная термическая устойчивость фуллерена C₂₀ - возможна высокотемпературная  сверхпроводимость?
• После открытия фуллерена С₆₀ резко возрос интерес к кластерам углерода, что обусловлено как их необычными физико-химическими свойствами, так и перспективами практического использования. Самым маленьким из экспериментально наблюдавшихся на сегодняшний день “трёхмерных” кластеров углерода является кластер С₂₀ [1]. Он представляет собой наименьший из фуллеренов – сферообразных структур, на “поверхности” которых атомы углерода расположены в вершинах пятиугольников или шестиугольников. В фуллерене С₂₀ присутствуют только пятиугольники. Кластер С₂₀ может существовать как в форме фуллерена или, по-другому, “клетки” (cage), так и в форме “чаши” (bowl), кольца, цепочки  и др.

 

ФУЛЛЕРЕНЫ И НАНОТРУБКИ  

.

 

Изомеры кластера С₂₀.  
(а) фуллерен (“клетка”) (b) “чаша”.

Получение двухслойных нанотрубок в доступном количестве

Одной из модификаций углеродных нанотрубок являются открытые недавно двухслойные углеродные нанотрубки (ДСУНТ), представляющие собой вложенные друг в друга коаксиальные цилиндры, выполненные из гексагональной графитовой поверхности. Этот материал обладает уникальными физико-химическими свойствами, которые еще до конца не исследованы.