Техника - молодёжи 1989-12, страница 21
Что будем делать в третьем тысячелетииу или последняя технократическая утопия Пожалуй, только в последнее десятилетие мы ясно поняли, что нынешнее якобы бесконечное, неостановимое индустриально-техническое развитие имеет свой закономерный и уже очень близкий конец: экологическую катастрофу. Вариантов выбора, рецептов спасения предложено немало. Об одном из самых радикальных и масштабных, претендующих на то, чтобы удовлетворить и ярых «технократов», и крайних «зеленых», рассказывает эта статья. все лишнее и оставить одну-единст-венную нужную молекулярную цепочку. Мы очень кратко сообщали о работах по нанотехнологии в № 7 «ТМ» за 1987 год, но о ней, несомненно, стоит рассказать подробно. ПРОСТЕЙШИЕ НАНОМАШИНЫ Итак, Эрик К. Дрекслер вместе с небольшой группой энтузиастов в конце 70-х годов начал работы по нанотехнологии в Станфордском университете. Он решил, что для создания самого первого поколения наномашин можно использовать те же «строительные блоки», что и в биологических системах — 20 аминокислот, из которых синтезируются все природные белки. При этом, конечно, придется сохранить и главный «строительный принцип» природы — соединение этих аминокислот в линейную полипептидную цепочку. Подобные цепочки замечательны тем, что после своего образования в клетке они сами сворачиваются в определенную трехмерную структуру. А такие структуры уже приобретают биологическую активность, то есть становятся «биоинструментами» и «биомашинами» клетки, способными выполнять в ней определенные функции. Таковы прежде всего энзимы (ферменты) — катализаторы всех биохимических реакций. Они могут выборочно присоединять к себе определенные молекулы и тем самым модифицировать их, менять их свойства, заставлять их реагировать друг с другом. Ферменты типа рестриктазы и лигазы способны в заданных местах разрезать и сшивать нити ДНК. Более сложные внутриклеточные структуры — рибосомы могут синтезировать полипептидные цепи по заданной программе, записанной в молекулах ДНК или РНК. С другой стороны, есть белковые структуры, выполняющие механические функции — стоек, тяг, рычагов. Это, например, различные каркасы для пространственного размещения активных молекул, волокна мышечных клеток, жгутики для передвижения у бактерий. Вообще то первые структуры такого рода уже синтезированы методами генной или белковой инженерии, но в основном, видимо, придется использовать то, что уже есть в природе,— сейчас узнаем почему. Так или иначе, есть надежда, что для первых простейших наномашин удастся подобрать основной ассортимент почти готовых деталей и узлов молекулярных размеров А объединить их в единую конструкцию, выполняющую заданные функции, помогут те же ферменты. Так появится первое поколение наномашин, и с их помощью начнется сборка более сложных систем. Но, предлагая использовать вначале биоподобные структуры, сам Дрекслер главное внимание уделяет «техногенным» наномеханизмам, созданным по типу обычных боль ших машин. И это вполне понятно. Прежде всего нет смысла отказываться от массы идей, накопленных долгим развитием макротехнологии. Это все то, до чего «не додумалась» природа, начиная с колеса и кончая цифровым компьютером Поэтому Дрекслер в своих работах подробно обосновал способы построения на атомном уровне подшипника и зубчатой передачи, рассмотрел проблемы трения скольжения и т д. Kpcrfcie того, биоподобные структуры (и все, что они могут создать) — это органика, а зна-чит, их возможности ограничены. Они теряют стабильность или разлагаются при повышенных температурах и давлениях, не могут с большой точностью обрабатывать твердый материал, действовать в агрессивных средах и т. п. Да и не все нужные виды наномеханизмов 2' 19 |
