Млечный путь № 4 2016

Юргенсену человечество обязано наиболее подробным и живописным описанием того, как английских каторжников перевозили в Австралию, и каково было их житье-бытье. Фрагменты мемуаров Юргенсена на русский язык переведены, и кто захочет, может их найти.

Сам же Юргенсен каторжного быта отнюдь не вкушал. Еще стала бы местная администрация ценными кадрами разбрасываться. Он работал в канцелярии губернатора, потом несколько лет руководил местной газетой. Примечательна причина, по которой он оттуда ушел. Владелец газеты, истовый пуританин, требовал, чтоб сотрудники три раза в день выслушивали чтение молитв. Юргенсен попробовал, счел, что молитвы читают «слишком нудным тоном и скудным языком» и уволился.

После этого он сменил еще множество профессий, включая полицейского и разведчика полезных ископаемых, попутно женился, и как пишет биограф «по-видимому, жил очень счастливо».

Он мирно умер в возрасте 65 лет, и, как водится, никто не знает, где он похоронен. Зато благодарные тасманийские каторжники в скальной опоре моста через реку Росс создали его монументальный портрет. В короне.

Наука на просторах Интернета

Юрий ЛЕБЕДЕВ

НАНОМЕХАНИКА

Конструкторская деятельность в области механики в наномире весьма перспективна вследствие весьма своеобразного «прочностного парадокса». В механике известно, что при уменьшении размеров детали резко возрастает ее механическая прочность – масса уменьшается пропорционально кубу размера, а площади сечений – квадрату. И в 10 раз меньшая деталь оказывается в 10 раз прочнее. Это крайне важное обстоятельство делает перспективными сложнейшие конструкторские решения в области космического машиностроения. Парадокс заключается в том, что чем меньше и сложнее конструкция, тем она надежнее в работе! Разумеется, прочностные характеристики материалов в нанообласти существенным образом зависят от квантовых эффектов, но в данном случае это не противоречит классическим предсказаниям. Более того, в наномире гораздо легче создавать материалы с практически идеальной кристаллической структурой, прочность которых существенно превосходит поликристаллические материалы с дефектами структуры, которые используются в устройствах макромира.

В 1978 году газета «Пионерская правда» опубликовала научно-фантастический рассказ известного теоретика изобретательской деятельности Генриха Сауловича Альтова (1926 – 1998) «20 лет спустя», где высказалась идея: «использовать атомы вместо колес» и иллюстрировалась таким рисунком:

Для создания такого устройства необходимо найти сочетание атомов и атомно-молекулярные структуры, в которых силы химического взаимодействия обеспечивали бы возможность механического сопряжения. На рисунке, представленном во введении этой книги, показан проект создания «наноредуктора» из 15342 атомов. (анимацию см. http://kbogdanov1.narod.ru/nanotechnology/Drexler.htm

). Несмотря на наличие других возможностей для передачи вращательного момента на наноуровне, такое устройство может быть востребовано практической наномеханикой. Этот пример демонстрирует важный принцип – возможность создания на наноуровне механических аналогов известных узлов и деталей современных машин.

Имеются реальные химические структуры конструктивно необходимые для наномеханики. Перечислим некоторые из них: ротаксаны, катенаны, фуллерены и нанотрубки.

Ротаксаны – соединения, молекулы которых состоят из цикла и открытой цепи, продетой сквозь цикл.

Из-за пространственных препятствий, создаваемых объемистыми группами X [например, (С₆Н₅)₃С], разъединить такую композицию без разрыва химической связи невозможно.

Ротаксаны – соединения, молекулы которых состоят

из цикла и открытой цепи, продетой сквозь цикл.

С механической точки зрения молекулярная конструкция ротаксана соответствует оси на подшипнике. Он не требует смазки и не нагревается при работе. Кроме того, ротаксаны могут оказаться полезными и при создании новых «классических компьютеров» – на принципе смещения ротаксанного кольца уже создан экспериментальный микрочип, плотность битов у которого составляет около 100 млрд на 1 кв. см – примерно в 40 раз выше, чем у современных микросхем памяти.

Ниже приведена модель механического «молекулярного колеса», которое можно использовать в конструкциях нанороботов, а рядом – ее химическая структура.