Электронику потеснят сигнальные костры
Химики из Гарварда придумали устройство, которое может стать первым шагом к принципиально новым информационным технологиям. Теперь мы можем хранить и передавать информацию, закодированную посредством световых сигналов чисто химического происхождения, то есть без какого-либо участия электроники. Тем самым ученые не только проложили мостик от химии к информатике, но фактически замахнулись на создание новой науки, которую немедленно назвали инфохимией.
Вообще-то, мы умели так делать и раньше. Маячные дымы, с помощью которых заставы на Оке сообщали Москве о приближении татарской конницы, и определение pH при помощи лакмусовой бумажки (покраснела? посинела ли?) — это ведь, строго говоря, тоже инфохимия. А природа придумала перенос информации химическим способом давным-давно. Внедрение вируса в клетку, синтез белка, обмен химическими сигналами между мозгом и, например, молочной железой — вот наглядные примеры инфохимических взаимодействий.
Однако в наши просвещенные времена в информатике безраздельно властвуют электронные и оптоэлектронные устройства, а химические системы пребывают на дальней периферии.
Постдок Сэм Томас [Samuel Thomas III] и его коллеги записали информацию на ленте из обыкновенной нитроцеллюлозы. На ней растворами солей щелочных металлов (лития, рубидия и цезия) с помощью струйного принтера провели поперечные полоски шириной 0,5 мм, так что получалось что-то вроде штрих-кода. Если ленту поджечь с одного конца, пламя передвигается к другому со скоростью 3-4 см/сек, и «штрих-код» нагревается. Литий при этом светится красным, а рубидий и цезий — другими оттенками уже в инфракрасном диапазоне. Все эти сигналы без особых проблем считываются спектрографом. Экспериментаторы разработали несложный код на основе спаренных цветовых сигналов, позволяющий разместить все 26 букв английского алфавита, цифры от 0 до 9 и четыре знака пунктуации (еще девять комбинаций так и остались неиспользованными). Таким образом была записана фраза LOOK MOM NO ELECTRICITY, которая и высветилась после поджога ленты (ее не без юмора окрестили инфозапалом — infofuse).
Здесь использовались кальций и барий. А предложение LOOK MOM NO ELECTRICITY, о котором идет речь в статье, было записано трехцветным кодом с участием лития, рубидия и цезия.
Сэм Томас заверил меня, что вовсе не горит желанием изничтожить электронику, однако полагает, что инфохимические системы найдут широкое применение. Он подчеркнул, что электронные системы при всех их многочисленных достоинствах (информационная емкость, быстродействие и т. п.) требуют для своей работы определенных условий.
Например, любая микроэлектронная схема жестко фиксирована и неизменна, а химические инфосистемы можно делать сколь угодно гибкими — размер тут не играет роли. Электронные устройства работают в определенном диапазоне температур, который не обязательно соблюдать для инфохимических систем.
Скажем, можно разработать экологические мини-сенсоры. Обнаружив загрязнение, они будут загораться световыми сигналами, записанными на инфозапале. Для подобных устройств не нужна электроэнергия (поджечь запал тоже можно одной химией), да и стариться они практически не будут. Такие штуковинки окажутся весьма полезными для дистанционного наблюдения за обширными территориями — рассыпьте их, где надо, и регистрируйте сигналы из космоса или со стратостатов.
А еще Сэм Томас сказал: «Если поднапрячь воображение, можно представить и инфохимические медицинские датчики — недорогие, неприхотливые и вполне надежные».
Я удивился: «То есть, к примеру, вы предлагаете запустить запал в кровоток, и чтобы он там пылал?!» — «Это не приходило мне в голову, хотя идея интересная... Я думаю скорее о тест-полосках для лабораторных анализов».
По всей видимости, инфохимические устройства найдут применение в самых неожиданных областях — это типичная судьба новых технологий. В конце концов, кто знал, что примитивные радиоприемники Оливера Лоджа и Александра Попова станут предтечей современных беспроводных технологий, а разрядная трубка Крукса положит начало телевизионному кинескопу?