Будущее нанотехнологий - это навозные бактерии с реактивным двигателем
Реактивные движители, успешно используемые некоторыми видами бактерий - к примеру, мощные выбросы струй слизи, - могут в принципе послужить прототипами "наноракет", создаваемых уже с участием современных технологий.
Так, современных биоников чрезвычайно заинтересовали достижения миксобактерий (Myxobacteria, от греч. myха (слизь), род слизистых бактерий) - то есть организмов микрометрических масштабов, имеющих нитевидную форму. Миксобактерии способны синтезировать в больших количествах слизь, в которой они и живут, доставляя, в частности, изрядные проблемы любителям аквариумных рыбок. Миксобактерии обитают также в навозе, на гниющей древесине, в опавших листьях (растительных остатках) и в почве, активно участвуя в процессах разложения органики (аэробном разрушении). Каждая отдельная миксобактерия может скользить по плотной поверхности, оставляя за собой след из слизи. Раньше биологи считали, что эта слизь используется в основном в качестве смазки, и не могли в точности объяснить, за счет чего эти создания все-таки умудряются двигаться.
Теперь же на помощь биологам пришли представители точных наук, и выяснилось, что толчки, за счет которых эти бактерии продвигаются вперед, рождаются за счет выбросов под давлением слизи из своеобразных "сопел"-"форсунок", расположенных на телах малюток (по 250 штук на каждом конце). "Это настоящие крошечные ракеты, - говорит Андрей Добрынин, ученый, занимающийся изучением полимеров в американском Университете Коннектикута (University of Connecticut).
Испражняясь - то есть выбрасывая сильной струей слизь из одного или другого набора "форсунок" - этот микроскопический "тяни-толкай" может сдвигаться вперед или назад, что и позволяет ему преодолевать до 10 микрометров в секунду.
Добрынин вместе со своими коллегами смоделировал процессы образования слизи, чтобы оценить возможности производимой тяги. Ключевым компонентом в этом деле является полисахарид - цепочка молекул, образованная процессами полимеризации, что связывают молекулы в "соплах" в одно целое. Когда темпы создания цепочки невелики, она медленно просачивается сквозь "форсунки", практически не порождая никакого импульса. Однако если скорость синтеза цепочки заметно увеличивается, то слизь не успевает выбираться из организма естественным путем, происходит сжатие "рабочего материала" и его выброс в виде нитевидного образования, что и придает бактерии дополнительный толчок.
Источник:
Bacteria use slime jets to get around - New Scientist
Ссылки:
В мире бактерий найден реактивный привод - "Мембрана"
Ученые изучили бактерию-ракету - Zhelezyaka.com
Статьи по теме
Подтверждено существование тримеров Ефимова
Австрийские и американские физики впервые смогли найти подтверждение существования предсказанного еще 35 лет назад редкого "квантового состояния Ефимова" трех частиц, подчиняющихся статистике Бозе-Эйнштейна.
Самые выдающиеся открытия 2003 года: темная энергия, пентакварки, бозе-конденсаты, квантовые компьютеры и др.
Многие западные издания выстраивают своеобразные хит-парады научных достижений уходящего 2003 года. Мы публикуем один из таких списков, составленный редакцией издания PhysicsWeb.
Физики научились манипулировать отдельными электронами в атомах
Найден способ снимать отдельные электроны с одиночных атомов золота, а потом заново преобразовывать такие рукотворные ионы в нейтральные атомы. Результаты этого эксперимента могут стать первым шагом на пути к созданию запоминающих устройств, в которых носителями информации будут служить отдельные атомы.
Создано первое наноустройство, способное взвешивать отдельные молекулы
Эта технология может привести к появлению новых способов молекулярной идентификации, более дешевых и быстрых, чем ныне существующие, а также к созданию революционных приборов для протеомики.
Новые машины превратят наши дома в мини-фабрики
Суперпринтеры- репликаторы, которые способны "напечатать" самые разнообразные применяемые в повседневном быту вещи - от чашки до кларнета, - причем очень быстро и дешево, могут появиться едва ли не в каждом нашем доме в самые ближайшие годы. Изготовление многих нужных вещей в домашних условиях позволило бы уменьшить их стоимость до нескольких фунтов, при этом можно было бы забыть про огромные фабрики и многочисленные магазины.
Ротшильд зовет на Марс
Марсоходы и марсианские орбитальные станции продолжают обыскивать Марс в поисках все новых и новых признаков присутствия воды и подходящих условий для внеземной жизни. По мере продолжения этих исследований среди самых широких кругов научной общественности зреет желание совершить наконец и первую пилотируемую экспедицию на Красную планету.
NASA ударилось в фантастику (12 проектов)
Институт передовых концепций NASA объявил о начале первой фазы отбора предложений по развитию исследований космоса. Выступая посредником между космическим агентством и людьми, готовыми предложить революционные концепции, которые могли бы кардинальным образом изменить подход NASA к космическим исследованиям, сотрудники института выбрали 12 проектов, претендующих на то, чтобы значительно расширить границы изученного космоса.
Темная энергия может быть изучена в лаборатории
Два физика - британский и канадский - утверждают, что для измерения важнейших свойств таинственной "темной энергии", которая все последнее десятилетие буквально сводила с ума астрономов и космологов, достаточно поставить простой лабораторный эксперимент. Его можно провести с помощью хорошо известных устройств, основанных на явлении сверхпроводимости.
Механическая "рука" вплотную приблизилась к квантовому пределу
Узнать, на самом ли деле действие принципа неопределенности распространяется на макроскопические объекты, было основной целью американских экспериментаторов. Они изучали движения вибрирующего механического манипулятора, изготовленного из нитрида кремния. Размер изучаемого объекта в эксперименте не превышал 8 мкм - то есть "рука" была совсем крошечной по обыденным масштабам, однако все еще оставалась макроскопическим объектом. Мы находимся в начале новой экспериментальной эры, когда взаимодействие между двумя полностью квантовыми системами может быть изучено экспериментально, что вполне может быть названо квантовой электромеханикой.
Наномандала принесет в мир нанотехнологий буддистское счастье
Организованное взаимодействие отдельных атомов в нанотехнологии имеет некоторое сходство с картинами, возникающими под руками трудолюбивых буддистских монахов, создающих из цветного песка в ходе специальных таинств так называемые песочные мандалы. Цели и методы создания такой мандалы в восточных и западных культурах, конечно, довольно сильно различаются.
Королевский астроном, известный фантаст и принц пугают нас приближающимся апокалипсисом
Выдающийся британский ученый считает, что в настоящее время шансы близкого всемирного апокалипсиса стремительно возросли и составляют примерно 50 на 50. Впрочем, как-то сомнительно, что этот довольно пессимистический взгляд на окружающую нас действительность станет основой для букмекерских ставок.
Уфимским ученым за электропроводящие полимеры сулят "нобелевку"
Сенсационное открытие сделали башкирские ученые. Оно совершит переворот в мире физики. Сотрудники уфимского Института физики молекул и кристаллов заставили бежать электрический ток по полимерам. До сих пор ни одному научному институту мира такого не удавалось. По всей видимости, еще большее значение подобное открытие будет иметь для грядущей эры нанотехнологий.
Когда сказка станет пылью... (Нанотехнологии: революция начинается)
В самые ближайшие годы произойдет технологическая революция, в результате которой мы обзаведемся портативными мощными хранилищами памяти, всевидящими глазами и всеслышащими ушами, невидимыми помощниками, готовыми исполнить любую прихоть, и к тому же станем практически бессмертными.
Мой сверхсерьезный хит-парад
Да, он субъективен. Да, число 13 - по меньшей мере странно, а некоторым и вовсе покажется зловещим (мне, например, нравится). Да, ни слова о чипах, ни слова о мониторах, и о нанотехнологиях вместе с Segway, простите, тоже ни слова.
И никакого распознавания речи
Технологии, довольно похрюкивая, топают вперед семимильными шагами (меня никогда не возьмут писать пресс-релизы - я думаю, это скорее хорошо), а мы - вприпрыжку за ними - за технологиями, я хочу сказать, и только головой лихорадочно вертим, потому что топают они в какую-то подозрительную сторону, мы тут еще не были, и вот эта тьма за углом мне, например, категорически не нравится.
В космос отправятся пряничные корабли
Кремниевый микроробот величиной в половину диаметра человеческого волоса, снабженный "ножками" из живой сердечной мышцы, начал ползать по лаборатории Лос-Анджелеса. Это первый случай, когда удалось использовать мускульные усилия для движения микромеханического устройства. Теперь предполагается спроектировать работающий на мускульной энергии микромеханизм, который сможет искать и латать пробоины от микрометеоритов на космических кораблях.
Шагающий наноробот
Двое химиков из Нью-Йоркского университета впервые в мире создали прямоходящего двуногого наноробота. В качестве исходного материала Надриан Симан и Уильям Шерман воспользовались мелкими фрагментами двухцепочечных и одноцепочечных молекул ДНК.
Открыт эффект, который позволит изготавливать наномашины
Американские ученые превратили одиночные углеродные нанотрубки в идеально действующий конвейер, способный переносить отдельные атомы. Вероятно, подобные устройства найдут широкое применение в технологиях изготовления наномашин, которые сейчас усиленно разрабатываются во многих странах.
Американские физики научились создавать электронные приборы из отдельных молекул
Американские физики провели серию экспериментов, которые впервые позволили наносить по одному атому на единственную многоатомную молекулу. Дальнейшие исследования в этой области обещают значительно расширить возможности электронных технологий близкого будущего. Стандартными строительными блоками следующих поколений электронных приборов, по всей вероятности, станут отдельные крупные молекулы, а их придется легировать с помощью абсолютно новых технологий.
Генетика открывает глаза
Американские исследователи раскрыли генетический механизм, ответственный за неизлечимое поражение зрения - возрастную макулярную дегенерацию. Оказывается, это заболевание чаще всего вызывается одним-единственным сбоем в записи гена, обеспечивающего функционирование иммунной системы. Открытие позволяет заранее выявлять людей, предрасположенных к макулярной дегенерации, и принимать необходимые меры.
Медицинская революция стартует в Калифорнии
Жители Калифорнии на референдуме утвердили масштабную программу исследований с использованием стволовых клеток. На эти цели будет тратиться 300 миллионов долларов в год. Со стволовыми клетками связаны надежды на прорыв в борьбе со СПИДом, раком, болезнями сердца, рассеяным склерозом, спинномозговыми травмами, сахарным диабетом и еще множеством тяжелых заболеваний.
Антиракетное оружие против рака груди
Онкологи из США и Германии успешно завершили клинические испытания экспериментального метода радиационной терапии рака груди, в основе которого лежит уничтожение опухолевых клеток микроволновым излучением.
Пауки-эстеты женятся, чтобы умереть
Самцы пауков Argiope aurantia воплотили в жизнь мечту всякого истого донжуана: они умирают в процессе спаривания, прямо на самке. В буквальном смысле слова отдав концы в этот самый пикантный момент, они остаются "присоединенными" к своей пассии, и труп умершего молодожена образует своего рода пояс целомудрия на невесте.
Суперсрун-чистюля ускользает от хищников
Несколько разновидностей гусениц демонстрируют забавный способ распоряжаться отходами своей жизнедеятельности: они выбрасывают свои фекальные шарики на расстояние, в 40 раз превышающее длину их тела. Фекалии на скорости 1,3 м/с отбрасываются подальше от их жилища. Эквивалентным расстоянием для 1,8-метрового человека были бы приблизительно 73 м. Ученые долго размышляли об эволюционных факторах, которые заставили гусениц развить столь экстраординарный способ избавления от отходов.
Раскрыта тайна любви между головными и платяными вшами
В результате проведения новых генетических исследований удалось прояснить важный вопрос о родственных отношениях между разными типами вшей. Не исключено, что все это может оказать непосредственную помощь в деле избавления от этих крошечных паразитов.
Раскрыта тайна происхождения глаз
Эволюция столь замечательной с физиологической точки зрения структуры, как глаз позвоночных животных (в том числе и человека), долгое время оставалась тайной за семью печатями и служила лишь поводом для бесплодных теоретизирований со стороны биологов.
В массовой гибели доисторических животных обвиняются цианобактерии
Бывший рудник Мессель - это признанная мировая сокровищница прекрасно сохранившихся окаменелостей животных и растений, составлявших тропическую флору и фауну этих мест 47 миллионов лет назад. Теперь немецкие палеонтологи предложили новую теорию, проливающую свет на возможную причину смерти всех этих живых существ.
Ученые выяснили, что селедки общаются между собой с помощью пуканья
Ихтиологам удалось связать таинственные звуки, иногда раздающиеся под водой и напоминающие банальное пуканье, с пузырьками воздуха, выходящими из заднего прохода сельди. Ни одна из рыб, испускающих довольно конфузные (по человеческим меркам) шумы не обладает способностью добиваться столь высокого звучания, на какое способен этот "чемпион".
Магическое число научит летать и плавать
Одно-единственное "магическое" число описывает движения летающих и плавающих живых организмов, начиная от какой-нибудь моли и кончая дельфинами. Изучение его значения проливает свет на "летные навыки" давно исчезнувших с лица земли созданий и может помочь военным инженерам проектировать крошечных крылатых шпионов, которые могли бы обследовать занятые врагом здания, не привлекая к себе лишнего внимания.