Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2003 № 02
Наконец, последнее известие на эту тему. Роберт Михельсон из Технологического института Джорджии и Энтонни Колозза из Аэрокосмического института в Огайо строят энтомоптеры, или «мухокрылы», для… Марса. Первые испытания столь удивительных летательных аппаратов в условиях высокогорья должны состояться уже нынешним летом. И если все пойдет, как надо, то первые мухокрылы смогут отправиться на Марс где-то в 2010 году. Так далеко, кстати, не заглядывал даже сам Леонардо да Винчи.
Станислав ЗИГУНЕНКО
УДИВИТЕЛЬНО, НО ФАКТ!
«Фабрика биостали» блеет и грозит рогами...
...Похоже, паук скоро лишится монополии на свою продукцию
Канадские ученые с нетерпением ожидают от коз молока, которое может быть использовано для создания… прочных бронежилетов и наложения послеоперационных швов. Молоко должно появиться в феврале, после рождения первенцев у генетически модифицированных животных.
Природа создала множество материалов с удивительными свойствами. Взять, к примеру, обыкновенную паутину. Кто бы мог подумать, что ее нити способны вытягиваться на треть своей длины, впятеро прочнее стали на разрыв и при этом несравненно легче.
Справедливости ради надо отметить, что речь идет лишь об одном сорте паутины — нити основы, самой прочной и толстой (около 5 мкм), из которой пауки строят каркасы ловчих сетей. На самом деле самка паука может делать семь видов паутинного шелка: они вырабатываются разными железами насекомого и предназначены для разных целей, поэтому их структура и свойства сильно отличаются.
В свое время, использовав паутину крупных тропических пауков, искусные ткачи смогли соткать тончайшие, но очень прочные перчатки для Наполеона. Узнав, из чего сделан подарок, император тут же загорелся идеей оснастить свой флот паутинными парусами. Однако расчет показал: даже пауки всей Земли не в состоянии наткать паутины, чтобы обеспечить парусным вооружением хотя бы один корабль.
С той поры исследователи неустанно стараются заменить паутину ее искусственным аналогом. Однако синтезировать материал, из которого сделана паутина, до сих пор никому не удалось. Как показали исследования во многих лабораториях мира, паучий шелк — сложнейший композиционный материал, состоящий из двух видов белков и 5–6 % воды. Молекулы белков хитро переплетены, причем часть белка находится в аморфном состоянии, а часть (от 30 до 45 %) — в виде кристаллов: первые обеспечивают эластичность, а вторые — прочность. Сделать такой материал, что называется, вручную невозможно. Поэтому ученым оставался один выход — попытаться сделать паучий шелк биотехнологическим способом.
И вот исследователи монреальской компании «Нексиа биотекнолоджиз» вывели породу коз, в геном которых встроены гены паука, отвечающие за выработку паутины.
Кстати, это не первая попытка подобного рода. Новый ген уже встраивали в клетки, взятые у коровы и хомяка. В результате они стали вырабатывать протеин, выделяемый в природе железами пауков. Теперь вот очередь дошла до коз, обладающих большей производительностью. Выработанный ими протеин должен стать основой для получения легкого и прочного волокна, которое президент фирмы «Нексиа» Джеффри Тернер назвал «биосталью».
«Паутина — чаша Грааля для материаловедения, — сказал он в интервью журналистам. — Паук превзошел достижения человека в области текстильных технологий. И вот теперь мы смогли повторить его опыт. Правда, мы еще не завершили свою работу, но, по меньшей мере, уже узнали достаточно много»…
Сейчас, по словам Тернера, стоит задача получения «биостали» в объемах, пригодных для коммерческого использования. Предполагается, что клонированные козы станут своеобразными «фабриками» по производству молока, из которого будут получать протеиновый шелк.
Аналогичные работы ведутся и в нашей стране. В Государственном научно-исследовательском институте генетики и селекции промышленных микроорганизмов под руководством доктора биологических наук, члена-корреспондента РАН Владимира Георгиевича Дебабова расшифровали ген, ответственный за выработку паутинного белка у крестовика уемуры — крупного, размером с полкулака, паука, обитающего на Дальнем Востоке. Затем ученые сумели синтезировать аналог этого гена.
Синтезированный ген встроили в геном дрожжей-сахаромицетов, после чего эти микроорганизмы стали вырабатывать паутинный белок.
Ученые сумели выделить его из дрожжей в достаточных количествах, очистить, подобрать для него растворитель и сделать тончайшие пленки на стекле, которые были подвергнуты затем всестороннему изучению.
Исследования показали, что в полученных пленках прослеживается та же структура, что и в природной паутине. Другими словами, ученым удалось получить аналог природного композиционного материала. Технологические решения по части прядения разрабатывают ученые в научно-исследовательском центре «Углехимволокно» (г. Мытищи).
Впрочем, проведенные исследования — лишь первый шаг на пути к промышленной технологии, когда из наработанного микроорганизмами белка можно будет делать тончайшие нити. Тогда «рукотворную» паутину используют для изготовления легких и надежных бронежилетов для солдат и полицейских, частей летательных аппаратов, в строительстве и медицине…
Публикацию подготовил С. СЛАВИН
ИНФОРМАЦИЯ
ПРОГРАММА «ВОЛГА» призвана вывести космическую технику нашей страны и ее европейских партнеров на качественно новый уровень, говорит начальник отдела Научно-производственного объединения «Энергомаш» Владимир Судаков. В основе этой программы — многоразовые ракетные двигатели, работающие на метановом горючем. Частично идеи и изобретения, лежащие в основе такой конструкции, уже опробованы на стендах и более ранних моделях. Но кое-что придется конструировать и доводить заново.
Специалисты хотят, чтобы ракеты будущего летали в том же режиме, что и современные реактивные самолеты — взлетали, совершали рейс и производили посадку. Двигатели осмотрели, провели, если надо, мелкий ремонт, заново заправили топливом — и снова в полет. Лет через 10–15 примерно в таком же режиме будут летать и ракетопланы типа «Ангара», «Байкал», а также те, которые пока лишь конструируются и названия еще не имеют.
КАТАЛОГ АСТЕРОИДОВ И КОМЕТ составлен в России. В него внесено около 400 небесных тел, в основном, те из них, что в ближайшие годы могут сблизиться с Землей и представлять опасность для нашей цивилизации. Монография петербургских астрономов «Астероиды и кометы, сближающиеся с Землей» не имеет аналогов в мире. В фундаментальном труде ученых Института прикладной астрономии РАН указывается название объекта, его орбита, физические параметры, сроки сближения, минимальное расстояние до Земли, а также скорость взаимного сближения.
ВЕСТИ ИЗ ЛАБОРАТОРИЙ
Территория ТЕРА
Несколько лет тому назад наш постоянный читатель и автор Денис Воронин из подмосковного города Лобня прислал письмо, в котором обосновывал возможность сделать любой предмет прозрачным. «Как известно, любое твердое тело состоит из атомов и молекул, закрепленных в кристаллической решетке, — писал Денис. — Однако между узлами этой решетки достаточно свободного места, чтобы излучение могло свободно проникать сквозь объект любой толщины»… Далее Денис выдвинул предположение, что такое излучение должно соседствовать со всем известным видимым светом.
На изображении в терагерцовом диапазоне люди будут выглядеть словно бы сделанными из блестящего металла, похожими на роботов с серебряной кожей.
Когда стена становится прозрачной…
Денис как в воду глядел. Ныне такое излучение открыто. Называется оно терагерцовым и располагается на шкале диапазонов по соседству с инфракрасным, то есть тепловым. Далее следуют видимый свет, ультрафиолет и рентгеновское излучение.
Интересная деталь: если видимый свет отражается поверхностью большинства предметов, жесткое рентгеновское излучение попросту проламывается сквозь кристаллическую решетку, то терагерцовые лучи обладают способностью огибать на своем пути препятствия.
Занимая полосу электромагнитного спектра между светом и радиоизлучениями и имея собственную частоту около одного триллиона колебаний в секунду, они удивительным образом сочетают в себе полезные качества излучений соседних диапазонов. Как и радиоволны, терагерцовые колебания легко проникают сквозь некоторые твердые материалы. При этом их можно сфокусировать, как свет, чтобы получить четкое изображение, и заглянуть с их помощью в глубь живого организма, не нанося ему ущерба.
