Молекулярные машины

Юрий Свидиненко

Хакер, номер #088, стр. 088-042-1

(metamorph@yandex.ru)

[под микроскопом - не только анализы]

Однажды мне под руку попалась книжка об украинском дядьке-миниатюристе Николае Сядристом, который в 60-е годы прошлого века делал такие миниатюры, что не снились многим сегодняшним спецам с новейшим оборудованием. Посмотрев на его работы, я нашел не только электродвигатель размерами с муравья (это в 60-е годы-то!), но и другие интересные вещи: написание всяких слов на человеческом волосе, подковывание блох, изготовление шахматной доски с такими мелкими фигурками шахмат, что их было плохо видно даже в микроскоп. Один экспонат неизменно повергает в изумление всех, кто его видит впервые: муляж настоящей розы, помещенный в высверленный (!) человеческий волос.

Как рассказывал дедушка в своей книжке, до сих пор у него нет инструментов лучше, чем набор иголок и обычный оптический микроскоп, и что нужные инструменты он делал сам с помощью тех же иголок.

И вот возникла у меня мысль: почему же тогда, уже с того времени не появилось видеокамер размером с ноготь, тех же мобилок или роботов размером с муху? Или почему не сделали разных имплантатов и не напихали их в свой организм?! Правда, тогда еще было неясно, зачем их пихать в организм. Но идеи о переделке тела уже витали в воздухе.

Наверняка всяческие разведки знали о достижениях дедушки, но никто не смог употребить их себе во благо. Странно, ведь с таким заделом можно было шпионить за всеми и каждым в отдельности. Но что-то не сложилось, и у дедушки осталась только выставка в Киеве возле Лавры. Интерес у ученых к разным микроподелкам возник сразу после изобретения простейшего оптического микроскопа. Про начало миниатюризации писал в свое время Лесков в «Левше». Но тогда подковка блох была делом трудным и кропотливым, а с появлением сканирующего туннельного микроскопа начался настоящий блошиный бум.

Сканирующий туннельный микроскоп представляет собой камеру, заполненную вакуумом, в которой маленький щуп перемещается вдоль пластинки с образцом, причем образец должен обязательно проводить электричество. Между подложкой и щупом создают разность потенциалов, и через вакуум между ними протекает туннельный ток, значение которого меряют, оцифровывают и выводят на экран. В результате получается картинка микрорельефа, на которой можно видеть даже отдельные молекулы и атомы.

Но работать с таким девайсом трудно из-за того, что не все на свете проводит электричество. Например, биологические объекты - ДНК, вирусы, бактерии, белки и пр. - его не проводят. Для этих случаев используют атомно-силовой микроскоп, который работает таким же точно образом, как слепой дедушка читает книгу, написанную шрифтом Брайля (для слепых).

Его щуп в буквальном смысле «ощупывает» поверхность, а на него сверху светят лазером и по значению отклонения луча составляют трехмерную картинку рельефа поверхности.

Вот только незадача: в микромире гораздо легче что-то подсмотреть, чем сделать. Поэтому изготовление и дальнейшее подковывание электронных блох – египетский труд.

Вот и получается, что до появления фотолитографии, с помощью которой делают сегодня практически все микромеханизмы, у дедушки Сядристого не было и не могло быть конкурентов. Ведь кому нужна сверхминиатюрная камера или двигатель в единичном экземпляре, только одну деталь для которой делают года три? Естественно, никому.