Все записи
18:24  /  30.05.18

Сказочные подарки, которые обещают нам нанотехнологии

+T -
Поделиться:
Фото: Vitor Schietti
Фото: Vitor Schietti

О пользе нанотехнологий уже давно никто не спорит, сегодня спорят, скорее, о значительности вклада нанотехнологических разработок в общий «рост прогресса». Так ли значительно они меняют не только саму нашу жизнь, но и наши взгляды на нее? Может быть, они просто упрощают и удешевляют решение отдельных задач, что, конечно, хорошо, но революционным, как ни крути, не является.

Или все-таки мы получаем нечто гораздо большее? Нечто, что расширяет не только практические возможности, но и горизонты мировосприятия? Тема на первый взгляд слишком общая и претендует на глобальные философские обобщения, но, к счастью, у нас есть способы перевести ее исследование в плоскость более практическую и использовать вполне объективные понятия и подходы.

Есть в человеческой культуре некоторые маяки, архетипы, если использовать олдскульную юнгианскую терминологию, с которыми мы так или иначе сравниваем наши достижения, потому что они придуманы как нечто «небывалое» и тысячелетиями считались чудесами, в самом что ни на есть сказочном смысле.

Это сказочные образы, переходящие из мифов в сказки, из сказок в более или менее современное фэнтези и при этом не утрачивающие своей чудесной привлекательности. Ведь сказки — это именно про чудо, про то, что для обыденной жизни ненормально, что по определению в ней встречаться не должно. Наличие этих архетипических образов, вообще говоря, и делает сказку сказкой, противопоставляя ее реальности, поражая воображение своей нарочитой невозможностью.

Их не так уж и много, за тысячелетия сказочной традиции они отшлифовались и настолько вошли в наше коллективное бессознательное, что в XIX веке благополучно перекочевали в фантастику, а в XX — в  сеттинги культовых проектов вроде «Властелина колец» или «Гарри Поттера». Эти книги потому и стали культовыми, что вобрали в себя самые важные, отфильтрованные веками волшебные явления. Толкиен об этом технологическом приеме писал неоднократно и очень увлекательно, а Джоан Роулинг постоянно многозначительно намекает на это.

Так вот, именно тут нанотехнологии неожиданно выдали культурологический сюрприз: мы можем наблюдать, как сказочные архетипы оставляют свою привычную нереальную почву и уже маячат на границе нашей реальности. И не в виде эрзаца, который с разной степенью успешности создавали предыдущие технологии, как например, налобный электрический фонарик при желании можно сравнить со «звездой, горящей во лбу», а по-настоящему, в тончайших деталях.

Почти сегодня, уже завтра, в крайнем случае послезавтра они найдут место с нашей стороны реальности. Тут, конечно, интересно, какие новые сказки придумает человечество, когда даже сказочные чудеса, а уже не предсказания научной фантастики станут частью обычной жизни. Есть мнение, что человечество тогда распрощается со сказками в привычном смысле слова, но это уже другая тема.

Итак, давайте исследуем вопрос, начнем с самого яркого!

Иллюстрация: Rearda/Deviantart
Иллюстрация: Rearda/Deviantart

Светящиеся деревья

Вспомним, как там у Толкиена: «Одно из них несло темно-зеленые листья, нижняя сторона которых была как сияющее серебро… и земля под ним была испещрена тенями от его шелестящей листвы. Листья другого дерева были нежно/зеленого цвета и… края их мерцали золотом. На его ветвях гроздьями желтого пламени качались цветы…» Это Телперион и Лауэрин — деревья-светила, сотворенные в начале времен, прямая отсылка к мифологии кельтов с их культом деревьев и германо-скандинавскому Иггдрасилю, в ветвях которого часто воображались и изображались небесные светила и светящиеся плоды. Не вдаваясь в подробности, можно сказать, что образ светящегося дерева (и в его крайнем проявлении — дерева, источающего огонь, как, например, неопалимая купина) для многих поколений оставался символом высшего порядка и смысла.  

Тягу к этому образу мы видим на улицах в нелепой форме скрученных из проводков псевдодеревьев с лампочками вместо цветов или листьев. Генная инженерия предлагает свои методы. Результаты тут пока скромные: принципиально, да — светится, но чтобы осветить что-либо — маловато. И главное, нельзя забывать, что изменение гена каждый раз запускает в «эволюционный оборот» новые генотипы, а безопасность таких манипуляций с природой еще не очевидна.

Нанотехнологии предлагают свое решение: кремниевые и полимерные наночастицы, которые определенным образом перемещаются внутри листьев и стеблей растений. Эти частицы под давлением закачиваются с водным раствором в поры на листьях, через которые обычно происходит газообмен и испарение воды. Одни из них светятся, другие заставляют первые светиться, а третьи повышают активность вторых.

Такая схема позволяет не только «включить» свечение, но с такой же легкостью и «отключить» его, блокируя один тип частиц! И это не меняет никаких наследуемых или передающихся свойств растения и никак не воздействует на вид в целом.

Пока экспериментальные растения светятся не больше четырех часов, но зато мощности вполне  достаточно для практических целей освещения. Многообещающее начало! Теперь можно не только любоваться «магией» Телпериона и Лауэрина, но и полностью управлять ею. А это не снилось даже их создателям — Валарам.

Фото: Wikimedia Commons
Фото: Wikimedia Commons

Плащ-невидимка

«У Смерти есть мантия-невидимка?» — снова перебил Гарри. «Чтобы подкрадываться к людям незаметно, — объяснил Рон. — Иногда ей надоедает гоняться за ними, вопя и размахивая руками...» Но суперволшебник-юниор Гарри Поттер нашел мантии-невидимке, полученной на Рождество в подарок от Дамблдора, более «юзерфрендли» применение — пробираться ночью в запретные помещения и транспортировать дракончиков.

Это не единственная мантия-невидимка в книге, а по мировой литературе их раскидано невообразимое количество: от волшебного плаща японца Тэнгу до накидки Мотеньки из русской сказки «Слуга царя», в которой он не только сам прятался, но и увез царскую дочь. Здесь традиция тоже весьма древняя, и ее легко проследить до греческого героя Персея, который победил горгону Медузу, правда, не с помощью плаща, дарующего невидимость, а с помощью шлема, но это допустимые погрешности.

Многие мудрецы, начиная с Платона, предупреждали, что невидимость неминуемо введет человека в искушение брать чужое или убивать безнаказанно. Но люди слабы, к тому же иногда их заставляет изобретать не только мечта о могуществе, но и чисто научный интерес. В нашем случае перед нанотехнологиями к решению проблемы успешно подходили гибкие экраны, а потом «метаэкраны» — материалы с негативными показателями преломления электромагнитных волн, благодаря которым при определенном угле обзора можно экранировать любой предмет, заставив свет обогнуть его, не задев и не отразившись.

Нанорешения, бесспорно, элегантнее. «Наноплащ» состоит из множества нанозеркал, то есть зеркал наноразмера, которые синхронно разворачиваются к источнику света и отражают его. Сейчас технологически можно скрыть только простые геометрические поверхности, но теоретически им можно накрыть что угодно. В зависимости от настройки поворота отражающих поверхностей «наноплащ» может отражать любой фон из окружения, даже закрытый объектом, принцип здесь тот же, как и в фокусе с зеркалами, создающими иллюзию пропавшего кролика, но главное — это гибкость экрана, и добиваются ее нанотехнологии.

Фото: Pixabay
Фото: Pixabay

Меч-кладенец

Это не имя собственное, а, судя по этимологии, меч из клада, из тайника. Огромное количество мечей-кладенцов разбросано по мифам, сагам и былинам всех европейских народов, однако такое емкое собирательное название существует только в русском языке, поэтому мы воспользуемся именно им.

Символизм меча переоценить невозможно, особенно же того, который наделен исключительными свойствами. В литературе («Сказание о Вавилоне-граде») встречается даже такой, который может обращаться в змея. Но чаще всего это меч, которому неведомы преграды, который разрубает все и вся, сам оставаясь невредимым. Не то чтобы люди сейчас ходили с мечами, но идея сверхпрочной стали, веками не дававшая покоя человечеству, возникла именно в этом контексте.

К идеалу сверхпрочности стремились всевозможные сплавы и методы закалки, однако по-настоящему сказочного результата смогли добиться только нанодобавки — аддитивы. Количество и масса добавляемых наночастиц по объему и массе несопоставима с основным веществом, но радикальным образом влияет на его свойства. И сталь становится сверхпрочной. А если дополнительно сформировать на ее поверхности особый нанослой, то изготовленный таким образом «инструмент» станет настолько прочным, что практически не будет знать износа.

И можно поверить, что такой меч действительно срежет три холма и останется таким же острым и блестящим, как легендарный Каладболг ирландца Фергуса («Похищение быка из Куальнге»). И чем могла бы быть лучше знаменитая валирийская сталь из «Игры престолов» Мартина? Разве что тем, что ее романтично плавили в драконьем огне.

Иллюстрация: Wikimedia Commons
Иллюстрация: Wikimedia Commons

Вместо заключения — «сухим из воды» и «безумное чаепитие»

Этот список можно продолжать, но интересно отметить, что и многие идиомы нашего языка, вероятно, со временем потеряют свой смысл. Так, например, новые гидрофобные покрытия остаются сухими в течение четырех месяцев, а возможно, и дольше, просто четыре месяца в данном случае длился эксперимент. Намоканию препятствуют крошечные волоски, между которыми сохраняются пузырьки воздуха и не дают воде контактировать с поверхностью. Они же, кстати говоря, исключают и размножение морских организмов, и поверхность реальных подводных лодок вскоре может оставаться такой же совершенно гладкой, какой была она у жюль-верновского Наутилуса, «отчего корабль походил на кита».

Ну и кошмар любого хозяйства — грязная посуда и белье — тоже на грани исчезновения. Встроенные в поверхность фотокаталитические наночастицы уже способны преобразовать грязь на поверхности в диоксид углерода и воду, и ничего им для этого не нужно, кроме ультрафиолета. Представьте себе: вместо мытья и стирки грязные вещи можно будет просто подержать на солнышке!

И когда-нибудь, читая о безумном чаепитии Алисы в Стране чудес, дети просто не поймут, о чем идет речь. Как там было: «”Да, — отвечал Шляпник со вздохом. — Здесь всегда пора пить чай. Мы не успеваем даже посуду вымыть!”— “И просто пересаживаетесь, да?” — догадалась Алиса. “Совершенно верно, — сказал Шляпник. — Выпьем чашку и пересядем к следующей”. — “А когда дойдете до конца, тогда что?” — рискнула спросить Алиса».

Мартовский Заяц, помнится, попросил сменить тему, что в скором времени потребует особого комментария: что, собственно, его так напрягло? Пересаживались бы себе по кругу, главное, чтобы полянка была солнечная.