Химия человека. Как железо помогает нам дышать, калий – видеть, и другие секреты периодической таблицы - [25]

Шрифт
Интервал

Будущее – за роботами

Электронные компоненты постепенно уменьшаются в размерах. Компьютер в моем мобильном намного мощнее, чем тот, на котором работал мой отец в те времена, когда я была маленькой, – он был огромным, размером с холодильник. На сегодняшний момент мы узнали так много о том, как работают материалы, вплоть до уровня атомов, что способны создавать очень мелкие механизмы – чтобы их увидеть, нам понадобятся мощные современные микроскопы. При желании мы сможем отправить компьютеры и роботов в артерии и клетки нашего тела.

Можно подумать, что развитие в сторону все более и более мелких механизмов – хорошая новость для тех, кто переживает по поводу того, что в будущем какие-то материалы закончатся. Чем меньше устройство, тем меньше сырья для него требуется. Вот один из аргументов в пользу того, что мы сможем и дальше расти и развиваться как цивилизация, не увеличивая нагрузку на мировые природные ресурсы. Для работы более мелких единиц необходимо и меньше энергии. В будущем мелкие механизмы, вживленные в человеческие тела, начнут собирать имеющуюся в них химическую энергию и, таким образом, работать без батарей, требующих подзарядки[144].

Производство мелких вещей тоже имеет свою цену. Чем предмет меньше, тем чище он должен быть, чтобы работать. Большое радио, собранное из металлических деталей, которые можно подержать в руке, вполне способно работать, даже если в деталях содержится большое количество примесей, а если деталь мала и состоит всего из нескольких атомов, важен каждый из них. Вот как устроена современная электронная промышленность: производство организовано в лабораториях – настолько стерильных, что серьезные проблемы создаст даже одна-единственная частичка пыли. Удается это благодаря сложным вентиляционным и фильтрационным системам – что, в свою очередь, требует большого количества энергии и четкого контроля всего происходящего с оборудованием[145].

Между довольно высоким уровнем чистоты, очень высоким и ультравысоким немалая разница. Например, примеси одного вещества можно убрать с помощью дистилляции – это возможно благодаря тому, что у всех чистых веществ своя температура кипения. Когда во время дистилляции производят спирт, смесь воды и алкоголя нагревается и в форму газа вместе с очень небольшим количеством воды переходит алкоголь. Чтобы убрать как можно больше воды, процесс необходимо повторить несколько раз. На выпаривание алкоголя на каждом этапе тратится много энергии, и с каждым разом какое-то количество алкоголя неизбежно теряется. Тот же самый принцип касается и других материалов, нуждающихся в очистке. Хотя получающийся в итоге крошечный механизм потребляет мало энергии и мало весит, на стадии производства за ним стоит трата большого количества энергии и химикатов. Энергия, которая тратится на химическое разделение – процессы, во время которых вещества отделяются друг от друга, – на сегодняшний день соответствует примерно трети всей той энергии, что расходует мировой транспортный сектор[146].

Существует несколько методов производства мелких объектов. Бактерии и иные живые организмы тоже своего рода мелкие механизмы. Ученые уже умеют менять генетический материал простейших организмов, чтобы они вырабатывали определенные химические вещества. Ряд бактерий сами по себе производят электрические провода всего в несколько атомов толщиной[147]. Сейчас ученые выясняют, какие гены управляют производством этих материалов. В будущем мы сможем применить эти знания для разработки собственных электронных компонентов, создав бактерии специально для этого.

Возможно, электронику ждет иное будущее: мы сами, взаимодействуя с другими живыми организмами, станем компьютерами. Детали компьютеров будут в меньшей степени состоять из металлов, добываемых из земли, а больше – из живых организмов, а энергию они будут черпать из солнечного света, а не ископаемых. Для всего этого по-прежнему нужны многолетние исследования и дорогостоящие условия.

Бактерии или растения никогда не будут производить для нас всю необходимую электронику. Не в последнюю очередь это касается космических полетов. Они важная составляющая наших технологий и науки: мы способны разворачивать деятельность не только на Земле, но и в космосе. Материалы, используемые за пределами земной атмосферы, должны обладать сверхпрочностью. Мы знаем, что, если будем слишком долго загорать, можем обгореть и заболеть раком кожи. Все потому, что несущий энергию диапазон солнечного света, называемый ультрафиолетом, способен разрушить химические связи в молекулах, из которых состоит наша кожа. К счастью для нас, фотосинтез подарил нам озоновый слой в атмосфере, мешающий опасному излучению добраться до поверхности Земли. С внешней стороны слоя это излучение гораздо сильнее. Не стоит ожидать, что органические молекулы в созданной бактериями электронике осилят путешествие в космос.

На земной орбите требуются прочные, легкие материалы, способные выдержать излучение, холод и тепло[148]. Для этого особенно важны легкие металлы, такие как алюминий и титан. Кроме того, нам предстоит использовать множество так называемых керамических материалов – пора обратить внимание на них.


Рекомендуем почитать
Тайны продуктов питания

Пища всегда была нашей естественной и неизбежной потребностью, но отношение к ней менялось с изменением социальных условий. Красноречивым свидетельством этого является тот огромный интерес к разнообразным продуктам питания, к их природе и свойствам, который проявляет сегодня каждый из нас. Только, достигнув высокого уровня жизни и культуры, человек, свободный от проблемы — где и как добыть пищу, имеет возможность выбирать из огромного ассортимента высококачественных продуктов то, что отвечает его вкусу, что полезнее и нужнее ему, и не только выбирать, но и руководить своим питанием, строить его сообразно требованиям науки о питании и запросам собственного организма.


Скорочтение со скоростью света

Курс по скорочтению рассчитан на четыре недели. Имея дело с чтением, наиболее важным является наслаждение им. Не важно, что вы читаете: техническую литературу, детские книжки, романы или статьи в журналах, наслаждение – самый важный компонент эффективного чтения. Расслабьтесь, позвольте интересу завладеть вами... .


Социально-культурные проекты Юргена Хабермаса

В работе проанализированы малоисследованные в нашей литературе социально-культурные концепции выдающегося немецкого философа, получившие названия «радикализации критического самосознания индивида», «просвещенной общественности», «коммуникативной радициональности», а также «теоретиколингвистическая» и «психоаналитическая» модели. Автором показано, что основной смысл социокультурных концепций Ю. Хабермаса состоит не только в критико-рефлексивном, но и конструктивном отношении к социальной реальности, развивающем просветительские традиции незавершенного проекта модерна.


Пьесы

Пьесы. Фантастические и прозаические.


Вторжение: Взгляд из России. Чехословакия, август 1968

Пражская весна – процесс демократизации общественной и политической жизни в Чехословакии – был с энтузиазмом поддержан большинством населения Чехословацкой социалистической республики. 21 августа этот процесс был прерван вторжением в ЧССР войск пяти стран Варшавского договора – СССР, ГДР, Польши, Румынии и Венгрии. В советских средствах массовой информации вторжение преподносилось как акт «братской помощи» народам Чехословакии, единодушно одобряемый всем советским народом. Чешский журналист Йозеф Паздерка поставил своей целью выяснить, как в действительности воспринимались в СССР события августа 1968-го.


Сандинистская революция в Никарагуа. Предыстория и последствия

Книга посвящена первой успешной вооруженной революции в Латинской Америке после кубинской – Сандинистской революции в Никарагуа, победившей в июле 1979 года.В книге дан краткий очерк истории Никарагуа, подробно описана борьба генерала Аугусто Сандино против американской оккупации в 1927–1933 годах. Анализируется военная и экономическая политика диктатуры клана Сомосы (1936–1979 годы), позволившая ей так долго и эффективно подавлять народное недовольство. Особое внимание уделяется роли США в укреплении режима Сомосы, а также истории Сандинистского фронта национального освобождения (СФНО) – той силы, которая в итоге смогла победоносно завершить революцию.