Разгаданная тайна
Почему натуральная кожа так прочна, легка, эластична? Почему она согревает зимой и «дышит» летом? От чего зависят ее замечательные качества? Разгадка этой тайны помогла ученым создать заменители кожи.
Всем известно, что свойства веществ определяются их химическим строением. Кожа, как и все на свете, состоит из самых обычных химических элементов. Но есть в ее структуре одна особенность, отличающая кожу от многих других веществ. Ее основа — белковое соединение коллаген — построена не из обыкновенных молекул, а из молекул-гигантов. Таких больших — в сотни, а то и в тысячи раз больше обычных, — что их даже можно разглядеть под микроскопом. Их размеры достигают долей микрона!
Не эта ли особенность порождает необычные свойства кожи? Догадка подтвердилась, когда было изучено строение молекул-гигантов. Оказалось, что это длинные цепочки атомов, составленные из отдельных звеньев. Каждое звено — обыкновенная молекула-карлик — так крепко соединено с другими, что составляет с ними неразрывное целое. Такие длинные цепочки и эластичны, и в то же время необыкновенно прочны.
От гибкости молекулярных цепочек зависит эластичность кожи, от стойкости химических связей между отдельными звеньями — ее прочность и упругость.
Вещества, подобные коллагену, химики называют полимерами или высокомолекулярными соединениями. В природе их встречается немало. Это, например, каучук, целлюлоза, белки, смолы. Все они, такие разные по происхождению и по свойствам, обладают одним общим признаком: состоят из больших молекул. Молекулярные цепи бывают различной длины, разной формы: вытянутые в нить, с ответвлениями, с зигзагами. Полимер может состоять не из одной, а из нескольких цепочек, «сшитых» друг с другом химическими связями. Длина и форма цепочек сказываются на свойствах веществ.
Итак, первая часть задачи была решена. Химики-аналитики расшифровали рецепт изготовления кожи. Теперь дело переходило в руки химиков-синтетиков — им предстояло синтезировать (то есть создать искусственно) новый материал по образу и подобию уже созданного природой. Казалось бы, не так уж это и сложно: подобрать состав химических веществ точно по прописи и соединить их в определенном порядке. Но в том-то и дело, что обыкновенные молекулы-карлики — мономеры — упорно не желали соединяться в цепочки полимера.
Обычные молекулы зачастую находятся в пассивном состоянии. Они словно ленятся, у них нет особого желания встречаться друг с другом. И 72 если встреча все-таки происходит — связь бывает непрочной. При попытке удлинить цепочку, молекулы, едва соединившись, вновь распадаются. Полимеры же образуются лишь в том случае, когда мономеры крепко связаны друг с другом и образуют длинную цепь.
Как преодолеть сопротивление мономеров? Как заставить их соединиться вместе?
Подтолкнуть молекулы, упрочить связи между ними помогли приемы, ускоряющие большинство химических реакций,— нагревание и высокое давление. А когда и этих «толкачей» оказывалось недостаточно, выручали посредники — катализаторы. Эти вещества тоже ускоряют реакции, хотя сами в них не участвуют.
Теперь можно было «нанизывать ожерелья» какой угодно длины. Молекулы послушно спаивались в нить — «головой к хвосту», прикреплялись к любому атому в цепочке, наподобие подвески, или скрепляли в нужном участке две самостоятельные цепочки полимера.
Со временем синтез полимеров перестал быть проблемой. В простой стеклянной колбе стало возможным получать такие вещества, которые прежде возникали только в организме животных или растений.
М. Самсонова
Наука всё чаще обращает внимание на то, как технологии влияют на мышление человека. Программирование, которое ещё несколько десятилетий назад считалось узкой инженерной дисциплиной, сегодня изучается с точки зрения нейробиологии, психологии и когнитивных наук. Удивительно, но написание кода воздействует на мозг не менее активно, чем изучение иностранных языков или решение математических задач. Рассмотрим несколько научно подтверждённых…
…На экране дисплея персонального компьютера появляется крокодил. Рядом с ним — буквы русского алфавита. Крокодил предлагает указать ему букву А. Если буква указана неправильно, крокодил тут же отправляет ее себе в пасть. Рассказывают, что когда эту игру показали ребятам в детском саду, они очень быстро выучили алфавит: не отдавать же на съедение все буквы. Персональный…
Курдюмов доказал: пока сталь не нагрета до первой критической точки, атомы железа образуют кубик, внутри которого — в самом центре! — сидит атом углерода. А как только достигнет температура точки «А» — атомы углерода занимают середину граней и становится их в каждом кубике не один, а шесть. Если сталь охладить очень быстро, то атомы углерода…
А культура клеточных тканей на что! Если злаковые «верблюды»— пырей, элимус, эгилопс — не желают добровольно родниться с пшеницей, то надо взять в их меристеме (точке роста корешка, побега) крупицу, дать ей разрастись на культуральной питательной среде, а потом соединить в сосуде с подобной же пшеничной биологической массой. Из смеси сформируются произвольно нужные крохотные гибриды,…
Может быть, это древний человек, который развел костер, чтобы согреться или поджарить кусочек мамонта? Или тот, кто впервые придумал нацепить на себя шкуру убитого зверя? А может, это та обезьяна, которую считают нашим предком, догадавшаяся сбить палкой с ветки банан или приспособившая камень, чтобы расколоть кокосовый орех? Ведь такие действия, что ни говорите, требовали изобретательности…
Припомните, сколько всего вы слышали о применении компьютеров? Само это слово происходит от английского «вычислять». Но разве только этим исчерпываются их возможность? Эти устройства позволяют домохозяйке дать задание микроволновой печи или стиральной машине и сами будут следить, как это задание выполняется; оказывают помощь в сочинении и исполнении музыкальных произведений; незаменимы в управлении производством или работой…
Если вам не приходилось участвовать в мозговом штурме, мне вас жаль. Занятное это дело. Скажу, даже веселое. Мне особенно нравится, что во время мозгового штурма можно высказывать все, что взбредет на ум, но только, разумеется, в рамках обсуждаемой проблемы. Из всех способов поиска новых технических идей мозговой штурм наиболее доступный. Метод появился на свет более…
И почему это люди так не любят летучих мышей? Не любят и боятся. А я не раз держал их в руках. Ничего страшного — маленькие безобидные зверьки. Питаются разными насекомыми: ночными бабочками, комарами, мошками. Вид, конечно, необычный. Водятся почти повсюду (кроме Крайнего Севера). В Бракенской пещере, на юге США, обитает, например, более 20 миллионов летучих…
Странным я занялся делом… Попросил отвесить на аптекарских весах 12,2 грамма зерен новейшей молдавской пшеницы Бурджак. Их оказалось 232. Затем вычертил на бумаге дециметр и высыпал на него зерна. Думал, что они покроют всю поверхность, но оказалось, бумага проглядывает, — маловато, выходит, этого количества, а ведь оно рекордное!.. Идею опыта мне подсказало сенсационное сообщение из города…
А вот создал ли Робинзон что-нибудь принципиально новое? Может быть, ему иногда так и казалось, но если бы мы сравнили все, что он делал на острове, с тем, что уже было известно людям, то наверняка встретили бы много уже знакомого. Изобретение, как определяет его энциклопедия, — это «новое и обладающее существенными отличиями техническое решение задачи,…