Техника - молодёжи 2010-11, страница 23
ховатостыо их поверхности уже в нанометровом масштабе. Некоторые особенности нанорельефа чешуек дают эффект изменения цвета насекомого в зависимости от угла наблюдения. Такова, например, бабочка по имени Морфо Суль-ков-ского (Morpho Sulkowski). Цвет её, небесно-голубой со стальным отливом, может меняться до лилового и бирюзового. Это явление, называемое иризацией, давно понято оптиками. Всё дело в том, что поверхность каждой чешуйки — это лабиринт, на вертикальных стенках которого расположены перпендикулярные им «полочки»-выступы. Такая система разлагает белый свет в спектр, разные цвета отражаются по-разному, в разные стороны, — и мы, перемещаясь, видим бабочку то голубой, то лиловой... Теперь — внимание. Если наша бабочка некоторое время пребывала в среде с повышенной концентрацией каких-либо газов или паров, они задерживаются в пространстве между стенками «лабиринта» и влияют на цвет отражённого света.Таким образом, мы имеем подсказанную природой конструкцию селективного химического датчика! Три года назад исследование на эту тему было опубликовано в известном журнале «Нэйчур Фотоникс» доктором Радиславом Потирайло, учёным из американской автомо бильной корпорации «Дженерал Электрик». Сегодня он утверждает, что на «принципе крыльев бабочки» можно создать синтетические пластинчатые датчики, способные одновременно определять концентрации тысяч разных веществ. Результат будет выдаваться изменением цвета пластинки, который, кстати, легко переводится в цифровую форму. DARPA, исследовательское агентства Пентагона, выделило на эти разработки более 6 млн долларов и организовало консорциум фирм, возглавляемый «Дженерал Электрик». Предполагается, что датчики в виде нашивок на одежду или наклеек размером в сантиметры пригодятся рабочим вредных производств, шахтёрам, химикам, военным, полицейским, спасателям. Обычные граждане смогут использовать их для контроля пищи, воды, экологических загрязнений и даже качества спиртных напитков. Вдогонку Ньютону Универсальность постоянной всемирного тяготения никогда не считалась однозначно подт верждённой; мы об этом писали, последний раз — в «ТМ» №8 за этот год (статья «А расширяется ли Вселенная?»). Один из наименее изученных аспектов — гравитация на сверхмалых, микронных и менее, расстояниях. Теоретики предлагают различные гипотезы, в которых это фундаментальное взаимодействие выглядит не совсем так, как в ньютоновской теории, прилагаемой, как известно, к макро- и мегамиру. Развитие нанотехнологических методов даёт возможность попытаться проверить гипотезы эмпирикой, то есть опытом. Что для этого нужно? Нужно изолировать два объекта, по крайней мере один из которых должен быть очень маленьким; сблизить их на требуемые расстояния, очень малые; и очень точно измерять их взаимные смещения. Одна из схем такого эксперимента разработана в США, в Национальном институте стандартов и технологий (НИСТ). Ключевое звено схемы — способ управления положением микрообъекта (в данном случае — практически не микро-, а иано-). Это технология оптического захвата. Если говорить коротко, она основана па том, что интенсивность лазерного луча в центре превышает интенсивность по краям. Если в луче оказывается маленькая материальная частица, то она стремится к его осевой линии. Значит, её можно, во-первых, захватить, то есть изолировать, и, во-вторых, перемещать, меняя направление луча, то есть, для нашего эксперимента, сблизить с другим объектом. Нарису нкс представлена схема эксперимента в максимально упрощенном виде (автор рисунка — К. Талбот из НИ(Та). В красном лазерном луче находится объект, сверху — тестовая масса. В качестве первого американские физики намерены использовать сферу из диэлектрика — диоксида кремния — диаметром 150 нм. Длина волны лазера выбрана равной 1,5 мкм; зафиксированная в луче сфера, по расчётам учёных, может быть приближена к тестовой массе на чрезвычайно малое расстояние с высокой точностью. Стабилизировать тепловые колебания микросферы и измерять её положение предполагается при помощи Лазерного луча с частотой, равной 0,67 от частоты «несущего» луча (на рисунке не показан). Чувствительность такой установки, если она будет создана в металле, в 103— 107 раз превзойдёт показатели опытов, проведённых ранее на микрометровых расстояниях. Источники: ieiww.narionewsnet.ru, compulenta.ru, www.nature.com, собственная информация Достаточно немного сдвинуть точку обзора, и цвет бабочки Морфо Сульковского меняется... www techriicomcHodezhiru 21 |
