Техника - молодёжи 2005-09, страница 22

смелые гипотезы

1

_-___________—

взаимодействуют как активный вибратор и директор приемной антенны «волновой канал» (рис. 18). Поток энергии от дребезжащего звена молекулы одоранта (свободного вибратора) к резонансному вибратору-рецептору (партнеру) увеличивает ток через нагрузку, то есть вибратор-рецептор принимает сигнал, несмотря на тепловой шум. Ьолее того, он принимает его только благодаря шуму. Выходит это настоящий инфракрасный спектрометр, но без дифракционных решеток и сверхнизких температур!

Процесс пойдет по намеченному сценарию, если анализируемый фрагмент молекулы оказался около вибратора-партнера. Но это лишь часть спектрального портрета, для полноты которого другим звеньям тоже надо найти своих партнеров. Как ни странно, на это способна даже одиночная молекула, если ее протащить по рецептивному полю, покрытому десятками миллионов обонятельных клеток (вибраторы-рецепторы). У молекулы, дрейфующей над вибраторами, вместе с омывающей эпителий слизью вероятность таких встреч

Антенна «волновой канал»

с партнерами неограниченно растет. Но все же одной молекулы маловато. Для статистически достоверного результата необходимо задействовать в анализе репрезентативную часть рецепторов, иначе вместо радости прошлогодних воспоминаний начнешь звонить в аварийную Мосгаза.

Нельзя упустить еще один этап - сигналы перед суммированием в клубочках должны медленно обнуляться. Эта операция, напоминающая дифференцирование с очень большой постоянной времени (рис. 19), позволяет понять, как исчезновение запаха, при длительном нахождении под его воздействием, так и ощущение «запаха» свежего воздуха, после долгого пребывания в духоте.

Модель можно проверить, если спектральный портрет одоранта (полученный при 36,6"С) транслировать зеркальным световодом в полость носа на обонятельный эпителий.

Настало время обсудить практические приложения радиотехнического подхода, то есть перейти к «участию в самой приятной части подвига - лико

ванию по поводу оного». Приступая к этому занятию, будем иметь в виду, что обещания неоглядных возможностей и высочайшей эффективности умозрительных построений набили оскомину и мало кем воспринимается всерьез. Идет ли речь об освещении городов рукодельными шаровыми молниями, полетах термопланов или высокотемпературной сверхпроводимости, - всегда слышится детсадовский рефрен: «хорошо бы, хорошо бы нам кита поймать большого».

Правда, технических новаций мы не предлагаем, а лишь рассматриваем известные явления с позиций наноопти-ки, и если новый взгляд споспешествует появлению новаций, их авторы сами расскажут об эффективности, но это будет совсем другая история. И все же, хоть какие практические приложения указать следует. Помимо очевидных применений фотоприемников в энергетике и видеотехнике, на поверхности лежат задачи для газоанализатора: обнаружение наркотиков, взрывчатки, утечки ядовитых (химические предприятия) или взрывоопасных (шахты) газов, идентификация личности (сент-или снафконтроль), медицинская диагностика, поиск по запаху, дистанционная охрана... Простор для творчества! Однако, не уловив кролика, не приготовишь рагу - все это еще сделать надо, а суровая реальность ждет решений, готовых к внедрению. Поэтому вздохнем вслед журавлям в небе и присмотримся к синице в руках.

По определению, вибратор лучше всего принимает частоты, близкие к резонансу, прочие проходят, не задержиеа ясь. Эту банальность прекрасно иллюстрируют спектральные характеристики антенн, а кривая поглощения хлорофилла (рис. 2) заставляет еще и задуматься: с какой стати освещать растения белым светом, значительная часть которого проходит насквозь, отражается и перегрева ет лист. Для открытого грунта такой воп-

вибр&тор-рецептор

Л

I-

и

гГТГ

6 окрестностях вибратора -рецептора посгороних резонансных вибраторов нет

В точке |~7Tij

I

I

в точке J 6 |

Резонансный фрагмент молекулы одоранта появился а зоне приема

Одораит покинул зону приема

Возникновение ситала компоненты запаха

Сигнал ощущения свежег о воздуха

■■Привыкании-.' к запаху

Обнуление сигнала. Возможно, функцию дифференцирующего звена выполняет поляризующаяся мембрана

2о |||>д»тяар]Я