Учебники из космоса.

Струнные весы.

Кроссовки с электроникой.

Самолет, способный ездить по дорогам. Фото 1.

Самолет, способный ездить по дорогам. Фото 2.

Купальщики посреди пустыни.

Промокашка для радионуклидов.

Микробы в беличьем колесе.

Самый маленький фонарик.

Проблема утилизации отслуживших мобильных телефонов остро стоит во всем мире. Разбор их на детали с возможностью повторного использования пригодных компонентов, переплавки полимерных частей и захоронения ядовитых отходов — дело трудоемкое и дорогостоящее.

Группа студентов Хельсинкского университета в сотрудничестве с финской фирмой «Нокиа» создала прототип телефона, который при нагреве разбирается сам. В корпус встроены пружины из металлического сплава с памятью формы. При определенной температуре они распрямляются и разваливают корпус. Печатные платы с электроникой укреплены винтами из полимера, который теряет прочность при той же температуре, так что при нагревании телефон распадается на детали.

Однако подобный аппарат лучше не оставлять, например, на солнцепеке за стеклом автомобиля. Впрочем, обычным телефонам это тоже не полезно.

УЧЕБНИКИ ИЗ КОСМОСА

Важная причина отставания образовательных систем в странах Африки, особенно в преподавании естественных и точных наук, — сложность обновления учебников в школьных библиотеках.

В одной из сельских школ Кении 60 учеников получили карманные компьютеры, в которые через спутник закачали последние издания школьных учебников, одобренных министерством образования Кении. Это гораздо дешевле, чем закупать каждый год учебники и доставлять их в отдаленные районы страны. В будущем году эксперимент распространят на Руанду, где в нем примут участие 405 школ с 20 000 учеников.

СТРУННЫЕ ВЕСЫ

В Калифорнийском технологическом институте (США) созданы самые чувствительные механические весы, способные зарегистрировать вес 0,000000000000000000007 грамма, или 7 цептограммов. Таков вес 30 атомов ксенона. Через два года конструкторы надеются создать еще более точные весы, которые смогут ощутить вес отдельного атома водорода — всего 1,66 йоктограмма (1,66 ^. 10^-24 г). Йоктограмм настолько же меньше грамма, насколько грамм меньше веса материковой коры всего континента Европа.

Новые весы представляют собой «струны» из карбида кремния, созданные теми же методами фотолитографии, которые используются при изготовлении микросхем для компьютеров. Пластинка карбида кремния с такими «струнами» (см. фото) помещают в вакууме в сильное переменное магнитное поле, и к концам «струн» прикладывают электрическое напряжение. В переменном магнитном поле «струны» начинают вибрировать. Частоту вибрации доводят до 133 либо до 190 мегагерц. Затем на «струны» направляют пучок атомов ксенона или молекул азота. Когда эти частицы садятся на чувствительные элементы весов, частота вибрации снижается, и по этому снижению можно судить о весе атомов и молекул.

ИНСУЛИН НА ЗОЛОТЕ

Индийский физик Мурали Састри из Национальной химической лаборатории в городе Пуна предлагает вводить инсулин диабетикам не уколами, а через нос. Для этого он адсорбировал молекулы инсулина на ультрамикроскопических частицах золота поперечником около пяти нанометров, предварительно покрытых слоем аспарагиновой кислоты. Она создает на поверхности золотых частиц электростатический заряд, удерживающий молекулы инсулина. Получающийся тончайший порошок можно вдыхать через нос, и наночастицы с гормоном быстро поглощаются через слизистые оболочки носовых дыхательных путей. При испытании на крысах этот метод позволил за два часа снизить содержание сахара в крови на 55%, что сравнимо с действием обычной инъекции инсулина. Предварительные наблюдения показали, что золото быстро выводится через почки, но, так как инсулинозависимый диабет — хроническая болезнь и больным приходится принимать инсулин всю жизнь, перед проверкой на людях необходимо убедиться, что этот тяжелый металл не накапливается в организме.

Если метод себя оправдает, то его можно будет применить и к другим лекарствам, которые сейчас приходится вводить в кровь, так как в желудке они разлагаются.

КРОССОВКИ С ЭЛЕКТРОНИКОЙ

Обычные кроссовки годятся не для всех видов спорта и не для любой поверхности. Цель спортивной обуви — амортизировать удары стопы, а сила этих ударов различна, например, при беге трусцой, марафоне или спринте, при прыжках. Различны нагрузки на стопу при беге по асфальту и при игре в теннис на траве. Поэтому до сих пор выпускали кроссовки разных видов для занятий различными видами спорта. Известная фирма «Адидас» выпустила в 2005 году кроссовки с автоматической регулировкой степени жесткости подошвы.

Модель «Adidas_1» самостоятельно адаптируется к требованиям момента, изменяя свойства подошвы. Датчики, спрятанные в подошве, тысячу раз в секунду измеряют нагрузки и деформации. Исходя из этих данных, микропроцессор рассчитывает идеальный уровень амортизации и посылает приказ электромагнитам, изменяющим жесткость каблука. Батарейки, обеспечивающей работу электроники, хватает на сто часов.

Недавно выпущена новая модель «Adidas_1.1 Basketball», специально рассчитанная на баскетболистов, она умеет улавливать стиль игры своего хозяина и приспосабливаться к нему. Защитнику и нападающему требуется обувь с разными свойствами, жесткость подошвы должна меняться и в зависимости от игровых ситуаций— прыжков или бега. Если в течение пяти минут нагрузка на подошву не меняется, кроссовки «засыпают», сберегая энергию батарейки. При этом мигает красный огонек на боковой поверхности каблука, показывая, что электроника не отключилась, а перешла в экономный режим. Если изменений нет в течение двух часов, система отключается совсем.

На снимке: монтаж микропроцессора в подошве кроссовки.

ГОЛОВА РАСТЕТ

Английские антропологи из университета Бирмингема измерили 30 черепов мужчин и женщин — жертв лондонской чумы 1348—1349 годов и 50 черепов жертв кораблекрушения английского военного корабля «Мэри Роуз», затонувшего в 1545 году у Плимута. Старые черепа сравнили с современными рентгеновскими снимками 31 взрослого человека обоих полов. Оказалось, что высота свода черепа современного человека превосходит обе старые группы примерно на 15 процентов. Лицевая часть стала меньше преобладать надлобной, и увеличилась та часть черепа, которая защищает лобные доли — основную часть мозга, связанную с разумом.

САМОЛЕТ, СПОСОБНЫЙ ЕЗДИТЬ ПО ДОРОГАМ

Очередную попытку создать практичный летающий автомобиль (первая конструкция такого рода относится к 1917 году) предприняли три выпускника Массачусетского технологического института (США). Они продемонстрировали на ежегодном авиафестивале в Висконсине свою модель «Террафьюджиа Транзишн» — двухместный самолет со складывающимися крыльями размахом 8 метров и с толкающим воздушным винтом. На одной заправке обычным автомобильным бензином машина способна пролететь 800 км со скоростью 190 км/ч на высотах до 4200м.

Конструкторы говорят, что подошли к делу иначе, чем их предшественники: они старались создать не летающий автомобиль, а самолет, способный ездить. Он приземлится на аэродроме, сложит крылья и выедет на шоссе. Серийный выпуск намечен на 2009 год.

На снимках показан самолет-автомобиль перед взлетом и со сложенными крыльями.

КУПАЛЬЩИКИ ПОСРЕДИ ПУСТЫНИ

Хотя большую часть своей истории Сахара была пустыней, примерно каждые сто тысяч лет из-за особенностей орбиты Земли и изменения наклона ее оси эта часть Африки переживает влажный период продолжительностью около 5000 лет. Немецкие геологи и археологи, работающие на востоке Сахары, обнаружили, что всего 5500 лет назад на месте пустыни были саванна с богатой растительностью и озерами; затем дожди стали редкими, и населению пришлось мигрировать на восток, в долину Нила, где благодаря этому изменению климата зародилась великая цивилизация Египта.

Археологи нашли наскальные рисунки, изображающие людей, плавающих в озере. У двух из них на ногах можно разглядеть что-то вроде ласт.

ПРОЧИТАН ГЕНОМ ТОПОЛЯ

Впервые расшифрован геном дерева — одного из видов тополя, Populus trichocarpa, тополя волосистоплодного. В работе участвовали 35 научных институтов во всем мире.

Это третье растение, наследственный текст которого полностью прочитан учеными (первыми двумя стали травянистые растения — рис и арабидопсис, мелкая травка, широко используемая в генетических экспериментах). Но дерево должно отличаться от трав генами, обеспечивающими, например, синтез целлюлозы, лигнина и подобных соединений, входящих в состав древесины. Знание механизма синтеза этих соединений может пригодиться в биотехнологической промышленности. Для исследования выбран именно этот вид, так как его геном сравнительно мал — примерно 45 тысяч генов.

ПРОМОКАШКА ДЛЯ РАДИОНУКЛИДОВ

На случай катастроф, подобных чернобыльской, или терактов с использованием радиоактивных веществ, в США созданы гели и пены, способные впитывать радионуклиды с различных поверхностей. В основе этих чистящих средств те же полимеры, которые применяются в детских памперсах. Пена, показанная на снимке, за полчаса поглощает с бетонных поверхностей более 98 процентов радиоактивных изотопов.

ГРИПП РАЗНОСИТСЯ САМОЛЕТАМИ

Эпидемиологи из Центральной детской больницы Бостона (США) обнаружили связь между объемом пассажирских авиаперевозок и размерами эпидемий гриппа.

Они проследили за развитием эпидемий гриппа в США с 1996 по 2005 год, сопоставив его с количеством авиапассажиров международных и внутренних рейсов. Пандемий в этот период не было, но сезонные эпидемии гриппа прокатывались по Соединенным Штатам каждую зиму. Точное время эпидемии зависит от числа авиапассажиров, прилетевших в страну в сентябре. Видимо, осенью пассажиры, уже зараженные в других странах, завозят грипп в США. В1996—2000 годы в сентябре ежегодно прибывало около 4,5 миллиона пассажиров, и пик смертности от гриппа приходился каждый год в среднем на 17 февраля. В сентябре 2001 года после разрушения террористами башен-близнецов в Нью-Йорке желающих летать стало меньше на миллион — и пик смертности от следующей сезонной эпидемии сдвинулся на 2 марта 2002 года. В последующие годы объем воздушных перевозок постепенно восстановился, и пик эпидемии снова вернулся на 17 февраля. Сравнили сданными по Франции, где не было терактов, связанных с авиацией, не падало число авиапассажиров, — там эпидемия гриппа в 2001 году развивалась так же, как обычно.

Подводя итоги, авторы исследования пишут, что ограничение или даже полное прекращение полетов пассажирской авиации не позволит предотвратить очередную эпидемию, но может задержать ее на несколько недель, а этого времени хватит, чтобы запасти в аптеках лекарства от гриппа и сделать прививки группам риска. Впрочем, указывают врачи, экономические и социальные последствия ограничения воздушных перевозок могут оказаться в наше время не менее серьезными, чем последствия эпидемии или даже пандемии гриппа.

МИКРОБЫ В БЕЛИЧЬЕМ КОЛЕСЕ

Нанотехнологи ищут подходящие источники движущей силы для наномеханизмов близкого будущего. Юичи Хирасука из Токийского университета создал мотор, в котором работают бактерии.

Бактериальный двигатель (см. фото) состоит из двух частей: кольцевидной бороздки, выгравированной на кремнии, и лежащего на ней звездообразного колесика диаметром 20 микрометров из двуокиси кремния. Под каждым лучом звездочки имеется опущенная в бороздку заслонка. По прямой бороздке (видна слева внизу) в это колесо запускают безвредных бактерий Mycoplasma mobile, которые отличаются большой скоростью ползания — почти два сантиметра в час (это действительно очень быстро, так как длина самой бактерии — один микрон). Двигаясь по кольцевой бороздке, бактерии толкают заслонки и крутят колесо со скоростью до 2,5 оборота в минуту. Надо только кормить их глюкозой.

Правда, мощность бактериального моторчика в 10 тысяч раз меньше, чем имел бы электромотор таких размеров. Но ученые надеются ее увеличить. Зато, так как бактерии размножаются, двигатель получился саморемонтирующимся.

САМЫЙ МАЛЕНЬКИЙ ФОНАРИК

В 2000 году 15-летний американец Барклай Генри запатентовал самый маленький фонарик, а недавно открыл вместе с отцом и братом собственное дело и начал выпускать свое изобретение. Это пластмассовый колпачок с двумя белыми светодиодами, надеваемый на 9-вольтовую батарейку типа «Кроны». В колпачке имеется переключатель на три позиции: включено, выключено, пониженная яркость (горит только один светодиод). Одной обычной батарейки хватает на 50 часов горения с максимальной яркостью, щелочной батарейки — на 75 часов, литиевой — на 200 часов. Что же касается срока службы светодиодов, то он составляет сто тысяч часов, или 11 лет беспрерывного горения. Несмотря на довольно высокую цену (25 долларов), фонарики хорошо расходятся, целые партии закупаются для американской армии.

СТЕКЛО ИЗ УГЛЕКИСЛОГО ГАЗА

Группа химиков из университета Флоренции (Италия) получила прозрачный стекловидный материал из углекислого газа, сжимая «сухой лед» между двумя алмазными плунжерами под давлением 640 тысяч атмосфер при температуре 700 кельвинов. В таких экстремальных условиях молекулы СО₂, для которых характерны двойные связи атома углерода с каждым из атомов кислорода, перестроились в молекулы с одинарными связями, размещенные беспорядочно, как в обычном стекле. Полученное вещество примерно в десять раз тверже кварца, но мягче алмаза. Это самый твердый из аморфных материалов, известных науке. Как только снимают давление, необычайное вещество снова превращается в обыкновенный «сухой лед», а затем в газообразный углекислый газ. Но химики предполагают, что, если смешать это «газовое стекло» с двуокисью кремния при еще более высоких температурах, удастся получить чрезвычайно твердое стеклоподобное вещество, устойчивое при обычных условиях. Оно найдет применение в технике, и в этом виде будет удобно хранить лишний углекислый газ, выбрасываемый сейчас в атмосферу и вызывающий глобальное потепление. Углерод и кремний—соседи в периодической таблице элементов, но двуокись углерода при обычных условиях — газ, а двуокись кремния — либо кристаллический кварц, либо стекло. Предполагают, что высокое давление изменяет химические свойства углерода в сторону кремния.

№1, 2007