Сказка ложь да в ней намек: всем открытиям урок
Сейчас: 18.10.2021 12:56

Сказка ложь да в ней намек: всем открытиям урок

АННОТАЦИЯ: Обсуждается идея, в соответствии с которой в Природе создание объектов, обладающих высшим уровнем сложности не только по сравнению с любой составной его частью, но и любым объектом окружающей его окрестности, происходит в пограничном слое двух несмешивающихся (невзаимодействующих) сред. В частности, рассмотрены экспериментальные результаты по созданию компартментов в пограничном слое двух несмешивающихся жидкостей.

ABSTRACT: We discuss the idea that in Nature, the creation of objects with the highest level of complexity, not only in comparison with any component part of it, but also any object of its surrounding neighborhood, occurs in the boundary layer of two immiscible (non-interacting) media. In particular, experimental results on the creation of compartments in the boundary layer of two immiscible liquids are considered.

Ключевые слова: пограничные слои, невзаимодействующие среды, пленки, компартменты, яйцо.

Keywords: boundary layers, non-interacting media, films, compartments, egg.

Вещей суть познавая,
Мы обретаем знание.
А смысл вещей осознавая,
Мы создаем сознание.

Бытие Человека, в его глобальном понимании как биологического вида, возникло и развивается в пограничном слое двух несмешивающихся сред, т. е. земли и атмосферы.

Однако стремительное развитие сознания Человека позволило ему непрерывно расширять сферу своего присутствия. Так создание Человеком плавательных средств позволило ему расширить сферу своего присутствия за счет освоения нового пограничного слоя двух несмешивающихся сред, т. е. воды и атмосферы. Но этого оказалось ему недостаточно, его взоры устремились в направлении освоения всех сред: твердой, жидкой, газообразной и космической.

С древнейших времен Человек мечтал летать в небе как птицы и плавать в море как рыбы. На пути к этим целям простые желания превращались в сказки, последние в свою очередь приводили к фантастическим идеям и проектам, воплощение в жизнь многих из которых, становилось все более реалистичным.

Наиболее ярким представителем, мечты и фантазии которого в полной мере соответствуют идеям полета человека в небе, был итальянец - Леонардо да Винчи (1452-1519). До наших дней дошли его чертежи летательной машины и парашюта.

Не менее ярким представителем был и русский автор научно-фантастических произведений Циолковский К.Э. (1857-1935). Он еще в 1885 году заявил: "Я твёрдо решился отдаться воздухоплаванию и теоретически разработать металлический управляемый аэростат", и уже в 1887 году Константин Эдуардович выступил в московском Политехническом музее на заседании Физического отделения Общества любителей естествознания с докладом: "О возможности постройки металлического аэростата, способного изменять свой объём и даже складываться в плоскость", в этом же году он опубликовал своё первое научно-фантастическое произведение: "На луне". В 1896 году Циолковский приступил к написанию своего главного труда "Исследование мировых пространств реактивными приборами", опубликованного в 1903 году. В этой книге были затронуты проблемы использования ракет в космосе.

Далее история не заставила себя долго ждать. Уже в 1903 году появился первый реальный прототип современных самолетов, в 1961 году был совершен первый полет в космическое пространство, а в 1969 году первый полет на луну.

Французский писатель XIX века Жюль Верн (1828-1905) еще в 1869 году написал фантастическое произведение "Двадцать тысяч льё под водой", в котором вымышленный подводный корабль "Наутилус" под управлением капитана Немо продемонстрировал удивительные технологии подводного плавания присущие современным подводным лодкам.

Русский писатель Толстой А.Н. (1883-1945) в 1927 году написал научно-фантастический роман "Гиперболоид инженера Гарина", в котором был описан фактически прототип созданного в 1960 году рубинового лазера. В 1964 году лауреатами Нобелевской премии по физике стали физики из России Басов Н.Г. и Прохоров А.М., а также физик из США Таунс Ч.Х. Формулировка Нобелевского комитета: "За фундаментальные работы в области квантовой электроники, которые привели к созданию генераторов и усилителей на лазерно-мазерном принципе".

Нанотехнологии: кто и когда все это придумал? Сначала, как всегда, были фантазёры. В 1967 г. американский биохимик и писатель-фантаст русского происхождения Азимов А. (1919-1992) первым выдвинул идею использования живых микроорганизмов для лечения людей. Вслед за этим американский основатель крионики Эттингер Р. (1918-2011) предложил использовать для ремонта клеток модифицированные микробы. Термин "нанотехнологии" широко распространился в мире после выхода в 1986 г. знаменитой книги "Машины творения" американского физика и теоретика создания молекулярных нано-роботов Дрекслера Э. (1955гр). Он стал называть свои предложения по конструированию отдельных молекул и соответствующий раздел науки "Молекулярными нанотехнологиями".

Человека всегда притягивало стремление повторить, а еще лучше приспособить к своим нуждам то, что он видит в действиях природы, и в частности: целевым образом перемещать отдельные атомы, молекулы или наночастицы на нано-размерном уровне.

Спустя 20 лет это стало возможным, поскольку эра фантазеров закончилась созданием в 1981 г. сканирующего туннельного микроскопа, а в 1986 г. - атомно-силового.

Таким образом вся мировая научная общественность признала 1981 год годом рождения нанотехнологий.

А спустя еще 30 лет Нобелевскую премию по физике 2018 года присудили американскому исследователю Эшкину А. (1922гр) за создание "Лазерного пинцета", который теперь применяют в биологии. Оптический пинцет использует для "Захвата" и перемещения НЧ сильно сфокусированный лазерный пучок. Это стало возможным благодаря открытому явлению захвата наночастиц доминирующей градиентной силой в области точки фокуса.

В одной статье невозможно описать всю многогранную историю, связанную с реализацией на практике многих других фантастических идей, но еще одна из них заслуживает особого внимания [1].

С незапамятных времен из поколения в поколение передается сказка: "Курочка Ряба" Сюжет этой сказки относится к восточнославянской фольклорной традиции. В настоящее время "Курочка ряба" — одна из первых сказок, которую родители читают детям. Квинтэссенция сказки заявлена уже в третьей строке первого куплета:

"Жили-были – дед да баба.
Была у них курочка Ряба.
Снесла курочка яичко,
не простое – золотое".

Не вникая во все тонкости фольклора нетрудно видеть, что основная интрига с точки зрения физики связана прежде всего с необычной скорлупой. В связи с чем встает вопрос: "Существует ли ситуация, при которой создание такой скорлупы возможно и если да, то что из этого следует?".

Как показали экспериментальные исследования автора создание такой скорлупы оказалось возможным, но предварительно необходимо было найти такое физическое явление, которое бы позволило разработать соответствующие технологии. И такое необычное явление автором было найдено [2].

Так в 1987 году автором впервые были синтезированы металлические жидко-подобные пленки на основе металлического серебра, образующиеся в пограничном слое двух несмешивающихся жидкостей, получившие в зарубежной научной литературе название "MELLF" = Metal Liguid-Like Films. Первые пленки MELLF получены в следующих бинарных системах соприкасающихся жидкостей: тетрахлорметан – водный раствор нитрата серебра. Затем независимо за рубежом также были получены похожие пленки, но в более сложной системе: дихлорметан - водный раствор нитрата серебра при иcпользовании химических восстановителей и стабилизаторов. В последующих экспериментах свойства и комбинации бинарных систем были существенно дополнены и структурно исследованы.

Автором экспериментально доказано, что эти плёнки образуются в результате химического взаимодействия несмешивающихся жидких сред в плоскости границы их соприкосновения и обладают коллоидной структурой, причём размеры наночастиц варьируются в широких пределах.

Спектрофотометрические исследования показали, что пленки – MELLF, полученные автором, представляют из себя двумерную металлическую жидкость. Разработанные технологии получения пленок MELLF позволяют получать их в состоянии моно слоя, а также – многослойном, при этом наночастицы серебра в них могут быть высоко упакованными. График поглощения этих пленок имеет характерную для водных растворов наночастиц серебра мощную линию поглощения в области 400 нм, что доказывает их металлическую структуру.

Исследование пленок с помощью спектроскопии усиленного поверхностью комбинационного рассеяния электромагнитного излучения показало, что соответствующие спектры адсорбированных на пленке молекул аденозин-5'- монофосфата существенно усилены, а это также доказывает, что пленка MELLF обладает металлической природой.

Результаты экспериментального изучения физико-химических свойств этих плёнок позволяют рассматривать их как двумерные металлические жидкости, напоминающие по своим свойствам липидный слой плазматической мембраны биологических клеток, которая определяет размер клетки и обеспечивает сохранение различий химических составов двух сред, т.е. между средами, одна из которых содержится внутри клетки, а другая - её окружающая.

Аналогично ансамблю липидных молекул мембран ансамбли наночастиц плёнки удерживаются вместе с помощью не ковалентных взаимодействий. Благодаря этим взаимодействиям, обеспечивается их структурная целостность и подвижность (текучесть), т.к. входящие в их состав наночастицы способны перемещаться в плоскости плёнки. Например места проколов в плёнке затягиваются сами. Как показывают эксперименты, наночастицы серебра в плёнке образуют непрерывный монослой, толщина которого определяется распределением наночастиц по размерам.

Реология этих плёнок такова, что они выдерживают механические напряжения достаточные, чтобы обеспечить ситуацию, при которой они не слипаются, хотя при этом деформируются. Даже если с обеих сторон плёнки химический состав жидкостей будет одинаковым, тем не менее они не сливаются, однако, существуют граничные величины механических напряжений, при которых они слипаются и частично сливаются, вплоть до образования аналогов скорлупы.

Проницаемость этих плёнок и растворимость в них других химических веществ специфична.

Дальнейший теоретический анализ полученных экспериментальных результатов показал, что образование металлических нано структур в пограничном слое двух несмешивающихся жидкостей не является столь единичным или уникальным явлением. А вот важность этого явления переоценить невозможно.

Во многих явлениях Природы наблюдающиеся процессы, связанные с рождением (копированием) объектов или созданием новых, сложность которых превосходит материнскую, были бы невозможны, если бы не существовали такие явления как образование огромного разнообразия различных объектов в пограничном слое двух не смешивающихся сред, причем эти объекты как правило обладают высшим уровнем сложности не только по сравнению с любой составной его частью, но и любым объектом окружающей его окрестности.

Интересно отметить, что процесс рождения Вселенных также происходит в пограничном слое двух невзаимодействующих сред [3].

Оказалось, что Человек "живет" не только в пограничном слое двух несмешивающихся сред, он еще и зарождается в таких же условиях. Хорошо известно, что на самой ранней стадии первоначальная клетка, из которой постепенно развивается будущий Человек, прикрепляется к стенке матки и омывается постепенно увеличивающимся объемом околоплодных жидкостей, но это и есть система двух не смешивающихся сред, обеспечивающая процесс зарождения Человека.

Также хорошо известно, что процесс, связанный с образованием куриного яйца, был бы невозможен если бы не существовали такие явления как образование новых биохимических веществ в пограничном слое двух не смешивающихся сред.

Перечисленные свойства MELLF серебра предопределили развитие работ по конструированию в жидкости везикул – компартментов в оболочке MELLF, причём с широкой вариацией химических составов жидкостей, как внутри, так и снаружи. Экспериментально получены компартменты в широком диапазоне их размеров от 1 мм до 2 см. Осуществлена ситуация, когда S/V>3/R, где R, S, V - радиус, площадь поверхности и объём компартмента соответственно. На внутреннюю поверхность оболочки компартмента произведена адсорбция различных органических молекул, в том числе составляющих липиды. Во внутренней области компартмента модельно произведена полная сборка фермент – субстратной реакционной смеси, обеспечивающей гидролиз желатины ферментом коллазой.

Таким образом, на основе пленок MELLF получены замкнутые компартменты в металлической оболочке-скорлупе из серебра, а в последствии и из золота. Также разработаны технологии вариаций внутренних биохимических составов и соответствующих биохимических реакций.

References:

1. Barykinskii G. M. / Tale lie Yes it hint: all the discoveries the lesson. // International Competition "Best Scientific Essay 2020". First place in the category "Creative scientific justification". Russia. Kazan, 26.05.2020. https://on-tvor.ru.

2. Barykinskii G. M. / The formation of the film of silver in the boundary layer of two immiscible liquids. // Deposited in the institute of molecular biology, Russia. Koltsovo, report no. 1631 of 26.01.1988, pp. 1-9.

3. Preprint n. 4: Silver in medicine, biology and technology. Russia. Novosibirsk, IKI SO RAMS, 1995, p. 154-158.

4. Barykinskiy G.M. The universe before, in the process, and after the big Bang. Part I. The Project Creator. // J. "European Sciences review". Austria. Vienna, 2018. № 3-4. P. 290-297. DOI: https: // doi.org/10.29013/ESR-18-3.4-290-297.

Настоящая статья:

1. Заняла первое место на международном конкурсе "Лучшее научное эссе- 2020" в номинации "Креативное научное обоснование". Казань 26 мая 2020. https://on-tvor.ru

2. Опубликована в журнале "Национальная ассоциация ученых", 2021, т.2, №36(63), с.46-49. https://www.doi.org/10.31618/nas.2413-5291.2020.2.63.360.

Лучшее научное эссе-2020





Научный портал GENN.RU
Юридический, фактический и почтовый адрес:
117246, г. Москва, Научный пр-д, д.8, стр.7, оф.14
Адрес эл. почты: k@genn.ru
Телефон: +7(985)210-42-42