Пожалуй, единственная ахиллесова пята новинки - прочность полимерной «кожи», пока оставляющая желать много лучшего. Впрочем покров находящейся на стадии разработки «амебы 2.0», надеются конструкторы, окажется куда прочней: его они планируют сделать в виде металлической чешуи, состоящей из множества крошечных ячеек. - Д.К.
Светлый мускул
К любопытным выводам пришли теоретики из Массачусетского технологического института, промоделировавшие поведение искусственных мускулов на суперкомпьютере. Расчеты предсказывают, что облучение полимеров светом с подходящей длиной волны может заставить их сокращаться в тысячу раз быстрее человеческой мускулатуры.
***
Сегодня роботы с искусственной мускулатурой могут похвастать силой, но никак не проворством. Их конечности движутся на два порядка медленнее наших. В последние годы мускулатуру роботов изготавливают из так называемых сопряженных полимеров. Помещенные в жидкий или гелеобразный электролит, эти полимеры могут сокращаться под действием электрического тока. Механизм их работы был не ясен, и ученые действовали методом проб и ошибок. Предполагалось, что полимерная цепочка изгибается, если ее определенные места получают дополнительный электрический заряд. Заряд по полимерной цепочке распространяется в виде солитона - волны электронной плотности особой устойчивой формы (сине-красная капля на рис. 1, красный шарик обозначает ион электролита). Было ясно, что неторопливая диффузия ионов электролита и делает сокращение пластиковых мускулов таким медленным.
Ученым впервые удалось смоделировать поведение полимерной цепочки, исходя из уравнений квантовой механики. Расчеты показали, что облучение цепочки светом с определенной длиной волны может возбудить в ней солитон и вызвать изгиб без использования ионов электролита (рис. 2, красным цветом обозначена область с положительным зарядом, возникающим под действием излучения). Это открытие должно сделать мускулатуру роботов значительно легче и в сто тысяч раз быстрее.
Теперь дело за экспериментальным подтверждением теоретических предсказаний и поиском практических реализаций быстрой световой мускулатуры. - Г.А.
Хоть глаз выколи
Сотрудники Швейцарского федерального технологического института, Потсдамского университета и Института Зюса в Берлине сконструировали оптический сканирующий микроскоп, позволяющий изучать образец, даже если он находится в полной темноте.
Традиционные оптические микроскопы мало изменились со времени своего изобретения. Световые волны от внешнего источника рассеиваются на объекте наблюдения, а затем проходят через систему линз, которая и формирует его увеличенное изображение. Новый же микроскоп устроен совсем иначе. Его основной элемент - наночастица золота, закрепленная на конце тончайшего стержня из стекловолокна. Этот стержень располагается перпендикулярно предметному столику и практически касается поверхности исследуемого объекта. Сбоку на наночастицу направлен сфокусированный пучок света от ксеноновой лампы.
Как же действует этот необычный инструмент? Падающие на крупицу золота фотоны возбуждают в ней индуцированное излучение. Резонансная частота и ширина спектральных линий излучения определяются не только материалом и формой наночастицы, но и непосредственным окружением. Если непрерывно считывать эти параметры во время движения стержня над объектом наблюдения, то можно реконструировать изображение поверхности изучаемого образца (естественно, с помощью компьютера).
Наночастицу-пробник совсем не обязательно возбуждать посредством освещения - для этого пригодно и переменное электрическое поле, так что новый прибор назвали оптическим микроскопом весьма условно.