Вокруг Света 2003 № 04 (2751) - [35]
Современная микромеханика не просто эксплуатирует разработанные микроэлектроникой технологии, но и поставляет жизненно необходимые компоненты для микропроцессорных устройств. Интегрированные в состав микрочипа микрофоны и миниатюрные динамики – свидетельство того, что сотовый телефон размером с маленький наушник – совсем даже не фантастика.
Кремний – не единственный претендент на основной материал микромеханики: фотоотверждаемые полимеры, оказывается, можно использовать не только в качестве зубных пломб, но и при изготовлении объемных микроконструкций. В этом случае формирование твердой основы механизма происходит путем сканирования объема полимера сфокусированным лазерным лучом. Для того чтобы избежать частичной полимеризации материала по всей длине светового луча, используют специальные химические реакции, протекающие наиболее интенсивно в присутствии двух лазерных лучей с разными длинами световых волн. Таким образом, полимеризация, то есть затвердевание жидкого полимера, происходит только в областях пересечения двух световых потоков. Лазерная технология позволяет создавать микроизделия самой причудливой формы и допускает полную автоматизацию процесса, однако в этом случае уже невозможно одновременное изготовление большого числа микромеханизмов, как это происходит в случае использования метода фотолитографии. Еще шире круг обрабатываемых материалов и меньше размер готовых изделий становятся при использовании мощных ионных пучков. Используя поток протонов, можно делать механизмы с поистине нанометровым размером. Только вот законы квантовой механики немного отличаются от законов классической, и поведение машин с шестеренками всего из нескольких миллионов атомов будет совсем не похоже на работу привычных часов.
Миниатюрная подводная лодка, изготовленная немецкой фирмой «Микротек», пока плавает по моделям кровеносных сосудов, заполненным водой. В перспективе, когда у нее кроме гребного винта появится еще и миниатюрная фреза, такую подлодку можно будет использовать для очистки сосудов. Правда, пока это изделие – не автономно, и для вращения винта используется внешнее переменное магнитное поле, однако корпорация «Тошиба» уже изготовила нормальный электродвигатель диаметром 0,8 мм и весом •4 миллиграмма для такого рода «субмарин», и теперь дело – за миниатюрным, но мощным топливным элементом, использующим в качестве окислителя кислород, переносимый красными кровяными тельцами – эритроцитами. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли разработали роторный двигатель внутреннего сгорания мощностью 26 милливатт и диаметром ротора 1 мм, но все равно проблема горючего для таких микромашин остается крайне актуальной, поскольку энерговооруженность падает пропорционально микроскопическому объему, а проходимые расстояния остаются вполне макроскопическими. Над задачей питания микророботов специалисты трудятся постоянно, но здесь успехи пока не столь значительны, как в миниатюризации шестеренок. Сегодня уже не только фантасты, но и серьезные ученые рассуждают о том, что полезного может сделать маленький и умелый робот, плавающий по нашим кровеносным сосудам, блуждающий по пищеводу или ждущий факта оплодотворения в фаллопиевой трубе…
Все, что человек умеет делать самодвижущимся и самодумающим, базируется сегодня на электрических явлениях. Электрический ток в микропроцессоре выполняет логические операции, и он же – в электродвигателе – заставляет ротор крутиться. Искусственные мышцы пока малоэффективны, и вся искусственная механика оживает благодаря различным электростатическим и магнитным движителям. Миллионы миниатюрных двигателей, способных за считанные секунды изменить угол обзора космического телескопа или геометрию крыла самолета, кардинально улучшают все характеристики исходных устройств, заставляя разработчиков трудиться не покладая рук, а правительство – изыскивать дополнительные бюджетные средства. Сегодня ученые разрабатывают технологии изготовления и сборки микромеханизмов, а завтра – встроенные микрочипы не только станут кредитной карточкой, но и будут вести постоянный мониторинг нашего самочувствия, выдавая рекомендации по режиму дня и советуя, где лучше пообедать и в какой клинике подлечиться.
Владимир Решетов
Петербургу-300: «Ирой спокоен – конь яростен»
В апрельском номере журнала мы перенесемся из «царства барокко» императрицы Елизаветы Петровны в Петербург времен Екатерины Великой. В конце XVIII века город на Неве уже по праву именовался «блистательным Санкт-Петербургом». Молодая и стремительно развивающаяся Северная столица предстает перед нами такой, какой видел ее французский скульптор Этьен Фальконе, которому довелось создать один из символов Петербурга – знаменитого Медного всадника. Проект «Санкт-Петербург. 1703—2003», посвященный 300-летнему юбилею города, журнал осуществляет совместно с Международным благотворительным фондом имени Д.С. Лихачева.
Ранним утром 10 сентября 1777 года Этьен Морис Фальконе проснулся от истошных криков прислуги и ржания коней во дворе. «Пожар!» – подумал он и стал поспешно одеваться, но, взглянув в окно, замер от неожиданности. Напротив его дома, стоящего на Морской улице, вместо привычного, надоевшего пейзажа – низеньких домиков и болотистого Адмиралтейского луга за ними – расстилалось огромное водное пространство, покрытое волнами, А на дом, закрывая свет в окне, надвигался огромный корабль. ..
