Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2015 № 01

Нечто подобное, но сложнее, и было сделано в данном случае. «Антиосязательное» покрытие изготовлено из вещества, чьи свойства зависят прежде всего от его строения, а не от химического состава. Оно изготавливается методом оптической литографии прямой лазерной записью. В результате получилась ткань, сквозь которую ни палец, ни измерительный прибор ничего не почувствуют — даже если положить под нее ежа, поскольку материал не передает усилие, которое можно ощутить.

«Антиосязательный» материал существует сейчас только в лаборатории, но уже через несколько лет немецкие исследователи собираются найти для него место в реальной жизни. Речь идет, например, о тонких и легких спальных мешках или покрытиях, скрывающих кабели и трубы.

СТРУКТУРА СУПЕРЖЕСТКОСТИ

Новый материал, созданный специалистами Массачусетского технологического института (MIT) при помощи 3D-печати, может выдерживать вес, в сотни тысяч раз превышающий его собственный. Новый тип материалов получил название микроархитектурных метаматериалов. Он состоит из множества микрорешеток наноразмера, что делает материал не только очень прочным, но и очень легким. Микрорешетки образуются за счет высокоточного трехмерного печатного процесса — микростереолитографии.

«Микростереолитография была разработана в 1993 году для изготовления сложных 3D-микроструктур с высоким характеристическим соотношением. Мы обнаружили, что для материала с такой низкой массой и рассеянной структурой, как у аэрогеля, он обладает такой механической жесткостью, которая может сравниться разве что с твердой резиной. Он в 400 раз прочнее любого материала аналогичной плотности. Полученные образцы могут без труда выдерживать вес, в 160 тысяч раз превышающий их собственный», — рассказал Николас Фанг, адъюнкт-профессор кафедры производственного дизайна в MIT.

В ходе исследования специалисты из MIT и Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса проверили этот технологический процесс, используя разные производственные материалы — металл, керамику и пластик. В результате этих проверок ученые обнаружили, что во всех трех случаях полученный материал имел одинаковые свойства прочности и легкости.

«Этот новый материал является одним из самых легких в мире. Однако его микроархитектурная структура делает его в 10 000 раз жестче, чем такие материалы, как аэрогель», — уточнил Кристофер Спадаччини из Ливерморской национальной лаборатории имени Лоуренса.

Пока авторы разработки еще не придумали, где можно использовать их новый материал. Но не сомневаются, что применение ему найдется.

Откуда на нашей планете появилась жизнь?

Вариантов ответа на этот вопрос предложено немало. Последнее время все большее количество ученых склоняется к тому, что верна версия панспермии — то есть биологические вещества на нашу планету были занесены из космоса на «борту» астероидов и комет. Однако ныне появилась и еще одна уникальная гипотеза…

Впрочем, все по порядку.

Еще в 50-е годы ХХ века тогдашний студент Стенли Миллер услышал на лекции от своего профессора Гарольда Урея, что за возникновение жизни на Земле мы должны благодарить… молнию. Именно атмосферные электрические разряды способствовали тому, что смесь аммиака, водяного пара и водорода, из которого состояла первичная атмосфера, подверглась синтезу, в результате чего и появились первые органические молекулы — прародители всего живого на нашей планете.

Заразившись верой своего учителя, Миллер решил проверить эту гипотезу экспериментально. Он смешал в реторте упомянутые газы, опустил в сосуд два электрода и стал периодически пропускать через них электрические заряды, имитируя молнии.

Уже на следующий день в сосуде были обнаружены первые аминокислоты и другие органические соединения, являющиеся исходным материалом для создания белков. Из них возникли пурины и их химические родственники — пиримидины. А из тех, в свою очередь, появились первые четыре элемента, из которых состоит рибонуклеиновая кислота — РНК.

Все это и посчитали достаточным доказательством самозарождения жизни на планете Земля. «Возможно, именно саморазмножающаяся каталитическая РНК-молекула примерно 4 млрд. лет тому назад и стала первым живым существом в первичном океане», — предположил тогда известный американский ученый Карл Саган.

В дальнейшем происхождение жизни на Земле получило еще одну версию, подтвержденную экспериментально. Ученые из Университета Манчестера (Великобритания) посчитали, что жизнь на нашей планете зародилась благодаря «энергии космоса». В ходе опытов опять-таки удалось получить молекулу РНК из самых простых химических элементов с использованием космического излучения.

Попытки осуществить этот эксперимент продолжались на протяжении нескольких десятилетий. Ученые из Манчестера полагают, что им удалось воспроизвести условия, в которых происходил процесс зарождения жизни на Земле более 2,5 млрд. лет назад.

Однако подобные версии не единственные в своем роде. Найденный в Антарктике в 1995 году метеорит CR2 Grave Nunataks 59229 принес доказательства гипотезы о внеземном происхождении жизни на Земле. В ходе исследования ученые обнаружили, что при нагревании под давлением метеорит выделяет значительное количество аммиака (химическая формула — NH 3) — этот газ составил около 1 процента от массы исходного образца.

Аммиак содержит азот в высокореактивной форме — N из NH 3легко образует связи с другими элементами. Азот является одним из основных элементов, входящих в состав биомолекул, в частности молекул ДНК и РНК, которые, как полагают многие ученые, появились на Земле раньше остальных биополимеров.

Ученые полагают, что метеориты, обнаруженные на Южном полюсе, сохранились в толще льда. Как пояснила руководительница исследования, профессор Аризонского университета Сандра Пиццарелло, «эксперименты также показали: азот, который содержится в аммиаке, выделяемом метеоритами, состоит из необычных изотопов. Это говорит в пользу его внеземного происхождения».

«Более ранние исследования уже подтвердили, что метеориты содержат разные органические молекулы, например, аминокислоты, из которых состоят белки — компоненты ДНК», — пишет газета The Independent. Но теперь впервые доказано, что метеорит мог быть источником достаточного количества аммиака, заметила Кэролайн Смит из лондонского Музея естественной истории.

Впрочем, ныне, по мнению некоторых исследователей, теория о метеоритном происхождении жизни на Земле может отойти на второй план. Дело в том, что недавно получены данные, которые указывают, что жизнь в космическое пространство могла быть занесена с Земли. По крайней мере, такое допущение весьма правдоподобно для Солнечной системы.