НТИ сентябрь 2012 Ч.3 Информация, Наука, Изобретения, Курьезные изобретения

Часть 3

Раздел ИНФОРМАЦИЯ продолжает разговор о системах передачи и хранения данных. «Новый мировой рекорд скорости передачи данных - 1 петабит в секунду по оптоволоконному кабелю на расстояние более чем 50 километров»,  пишет 28 сентября www.nanonewsnet.ru. «Японская компания Nippon Telegraph и Telephone Corporation (NTT), работавшая совместно еще с тремя партнерскими организациями, компанией Fujikura Ltd., университетом Хоккайдо и Датским техническим университетом (and Technical University of Denmark, DTU), продемонстрировала рекордную скорость передачи информации по одному оптоволоконному кабелю.

Во время испытаний новой линии связи специалистами была зарегистрирована скорость передачи данных 1 петабит в секунду по оптоволоконному кабелю с 12 световодными каналами и длиной 52.4 километра. Передача информации, эквивалентной 5000 двухчасовым HDTV-видео в секунду, открывает новые возможности для телекоммуникационных компаний. А реализованная дальность связи в 50 километров является приблизительно средним расстоянием между дата-центрами типовых коммуникационных компаний среднего звена.

Следует отметить, что практическая реализация высокоскоростной передачи информации по оптоволоконному кабелю стала возможна только благодаря симбиозу различных коммуникационных технологий, предоставленных каждым из участников данного проекта. Стоит добавить, что в реализации высокоскоростного оптического канала передачи данных были использованы результаты некоторых исследований, проведенных учеными японского Национального института информационно-коммуникационных технологий (National Institute of Information and Communications Technology, NICT)..».

«Японская Hitachi представила способ "вечного" хранения информации», утверждает 27 сентября www.nanonewsnet.ru. «Ведущий японский производитель электроники и бытовой техники Hitachi Ltd. представил новый метод «вечного» хранения информации – вместо обычных оптических носителей компания предложила использовать пластинки из кварцевого стекла…«Объем создаваемой информации увеличивается ежедневно, но, что касается способов хранения ее (информации) для последующих поколений, мы продвинулись не столь далеко от того времени, когда человек рисовал предметы на камнях», – заявил во время презентации нового носителя один из разработчиков компании Hitachi Кадзуёси Тории.

«(Более того) возможность потери информации лишь возросла», – добавил он, подчеркнув явную недолговечность существующих ныне оптических носителей информации, таких как CD и жесткие диски, срок службы которых исчисляется всего лишь несколькими десятилетиями. Однако, по заверениям экспертов-разработчиков Hitachi, информация, записанная с помощью лазера в виде бинарного кода в четыре слоя точек на небольшую пластинку из кварцевого стекла, будет храниться столетия, если не вечно.

Дело в том, что пластинки из кварцевого стекла, предлагаемые к использованию для новых оптических носителей, выдерживают температуры до 1000 градусов по Цельсию в течение нескольких часов, водостойки, а также не подвержены воздействию химических реактивов. Из подобного материала обычно выполняют лабораторную посуду и пробирки. «Мы полагаем, что информация будет в сохранности до тех пор, пока само стекло разобьется», – отметил эксперт компании Такао Ватанабэ.

Опытный образец Hitachi представляет собой пластинку толщиной в 2 миллиметра с размерами два на два сантиметра. Плотность записи информации, производимой в четыре слоя, составляется 40 мегабайт на один квадратный дюйм, что в общем позволяет записать на одну такую пластинку около 25 мегабайт информации. В случае коммерческого использования данных носителей информации, компания предлагает решить вопрос расширения «памяти» простым увеличением толщины пластины…»

«Hitachi готова наполнять жёсткие диски гелием», пишет 17 сентября www.nanonewsnet.ru. «Принято считать, что основные работы по повышению ёмкости магнитных пластин ведутся в сфере применения новых технологий записи. Однако, новый пресс-релиз на сайте компании Hitachi, ныне являющейся подразделением Western Digital, доказывает, что увеличение ёмкости жёстких дисков может быть достигнуто другими методами. Инженеры Hitachi предлагают закачивать во внутреннее пространство жёстких дисков не воздух, а гелий.

Этот газ обладает в семь раз меньшей плотностью, и снижение аэродинамического сопротивления и воздействующих на пластины сил позволяет Hitachi разместить в стандартном корпусе типоразмера 3.5" не пять, а целых семь магнитных пластин! Кроме того, гелий обладает лучшей теплопроводностью, а это благоприятно сказывается на температурном режиме работы жёсткого диска. В гелиевой среде ближе друг к другу можно размещать не только сами диски, но и магнитные дорожки на них.

Следует учитывать, что рассматриваемое нововведение будет применяться в серверном сегменте, поскольку именно там использование экзотических решений оправдано из-за высокой потребности в увеличении ёмкости хранилищ и сокращения затрат на их содержание. Наполненные гелием жёсткие диски также потребляют меньше электроэнергии – на 23% при прочих равных условиях. Если же учитывать увеличение количества магнитных пластин с пяти до семи, то потребление энергии в пересчёте на терабайт ёмкости улучшается на 45%.

Образцы новых дисков также нагреваются на четыре градуса Цельсия меньше. В центрах обработки данных это позволит снизить затраты на охлаждение оборудования. Первые серийные жёсткие диски, наполненные гелием, выйдут на рынок в 2013 году. Ближе к моменту анонса будет объявлен ассортимент моделей и цены на них».

Раздел НАУКА. ЖИЗНЬ. ЧЕЛОВЕК содержит заметки о космосе и человеке.

«Планета экстремалов» описана 6 сентября на www.popmech.ru. «Обнаружена еще одна планета, на которой может иметься жизнь, хотя и в самых «экстремальных» ее формах. liese 163 c относится к классу «сверхземель», каменных планет размерами не слишком больше нашей: масса ее оценивается минимум в 6,9 земных. Вращается она вокруг красного карлика, делая полный оборот за 26 земных дней. Расстояние от нас до звезды составляет около 50 световых лет, по направлению южного созвездия Золотая Рыба. Наблюдая за ней с помощью спектрографа HARPS расположенной в Чили обсерватории La Silla, европейские астрономы заметили присутствие и еще одной планеты, Gliese 163 b, находящейся намного ближе к светилу и делающей оборот по своей орбите всего за 9 дней.

Радиус Gliese 163 c оценивается в 1,8-2,4 земного, в зависимости от того, какую конкретно часть ее составляют твердые породы, а какую - жидкая вода. Да, планета постоянно находится в пределах «обитаемой зоны» своей звезды, области, температура в которой подходит для присутствия на поверхности воды в жидкой форме. Но в отличие от Земли, расположенной почти в центре этой зоны у Солнца, Gliese 163 c находится у самой внутренней ее границы. Несмотря на то, что звезда ее - всего лишь красный карлик, планета получает от нее на 40% больше энергии, чем мы от Солнца. Словом, здесь заметно жарче, чем на Земле (хотя и не слишком: Венера, например, получает на 90% больше солнечной энергии, чем мы).

Пока трудно сказать, что представляет собой атмосфера Gliese 163 c, но если она похожа на земную, только больших размеров, то температура у поверхности планеты должна колебаться вокруг 60 °C. Для самых высокоразвитых организмов Земли это неподходящие для жизни условия, но для более примитивных форм - экстремофилов - они вполне подойдут. Так что в принципе ничего не мешает и на Gliese 163 c развиться каким-то организмам с «экстремальными» (на наш взгляд) свойствами. Стоит заметить, что поток открытия потенциально обитаемых планет все нарастает. Сейчас нам известно шесть таких случаев, и, что поучительно, четыре из них обнаружены за последний год».

«Центр памяти мешает человеку одновременно мечтать и решать задачи», пишет 5 сентября www.nanonewsnet.ru. «Человек не может одновременно исполнять два действия – например, решать математическую задачу и мечтать, из-за того, что центр автобиографической памяти в мозге блокирует работу нейронов, отвечающих за обработку информации, поступающей из окружающего мира…«Этот участок мозга хорошо известен своими связями с другими регионами, участвующими в работе высших когнитивных функций. Однако до него очень сложно добраться. Он расположен так глубоко внутри мозга, что большинство электрофизиологических методов изучения просто не достают до него», – пояснил руководитель группы Йосеф Парвизи (Josef Parvizi) из Стэнфордского университета (США).

Парвизи и его коллеги изучали работу так называемой заднемедиальной коры с помощью добровольцев-эпилептиков, в мозг которых были имплантированы электроды. Как объясняют ученые, этот фрагмент коры больших полушарий является одним из главных компонентов так называемой «сети пассивного режима работы мозга» (англ. default mode network, DMN). Данная система включается в те моменты, когда человек «уходит в себя» и не сфокусирован на окружающей среде, например, во время постройки планов на будущее. Пока не ясно, какие функции исполняет DMN, и как много компонентов она включает в себя. Нейрофизиологи под руководством Паризи нашли возможность изучить работу этой сети на примере заднемедиальной коры. Ученые собрали группу из восьми добровольцев, страдавших от неизлечимой форм эпилепсии, в заднемедиальную кору которых было вставлено несколько электродов…

В ходе эксперимента ученые подключали к электродам электроэнцефалограф, выдавали своим подопечным ноутбук и просили ответить на вопрос на экране. Эти вопросы относились либо к личности самого добровольца, или представляли простейшие арифметические примеры. К примеру, эпилептики должны были подтвердить или опровергнуть следующие утверждения «я пил кофе утром», менее конкретное «я люблю фрукты», абстрактное «я честный человек» или же проверить равенство «67 + 6 = 75». Нейрофизиологи записывали сигналы, поступающие из заднемедиальной коры, и сравнивали их между собой. Оказалось, что этот участок сети DMN играет роль центра автобиографической памяти – он активировался в большей степени при ответе на четко поставленные вопросы личного характера и «отключался» при решении математических загадок. При этом сила импульсов не зависела от того, считал ли эпилептик то или иное утверждение верным или ложным.

Данная особенность позволила ученым заключить, что заднемедиальная кора является одним из ключевых компонентов центра автобиографической памяти в нашем мозге. Подавление его работы во время решения математических задач объясняет, почему человек не может думать о себе и решать математические задачи. «Чем больше активировалась кора во время воспоминаний о себе, тем сильнее она была подавлена во время математических расчетов. По сути, и тем и другим одновременно заниматься невозможно», – заключает Парвизи».

«Гибкость изоляции: уникальный случай миелинизации» описан 28 сентября на www.popmech.ru. «Получены новые подтверждения тому, что одно из ключевых отличий нашего мозга от прочих - замедленное и долгое развитие изолирующего слоя, без которого нейроны работают медленнее, но обретают совершенно особую гибкость и адаптируемость. Сравнение детского мозга обезьян и человека показывает, что основные их различия затрагивают миелинизацию нервных волокон - процесс обложения их миелиновым «изолятором». Считается, что именно замедленная миелинизация обеспечивает нашим мозгам на ранних этапах фантастическую гибкость, изменчивость и способность адаптироваться.

Однако без миелиновой изоляции волокна аксонов, обеспечивающие обмен информацией внутри мозга, передают сигналы в десятки раз медленнее. У новорожденного человека аксоны практически не миелинизированы, хотя этот процесс в детстве протекает исключительно бурно. С возрастом он постепенно все более и более замедляется, но нередко может продолжаться и на четвертом десятке лет жизни. В отличие от этого, у других приматов уже с рождения имеется немало полноценных изолированных аксонов, так что миелинизация обычно заканчивается к возрасту полового созревания.

Этот процесс был исследован у макак, однако на куда более близких к нам шимпанзе изучение раннего развития мозга и миелинизации его волокон практически не проводилось. Причины этому вполне понятны: на разведение и использование этих близких родственников действуют куда более жесткие ограничения, чем для более далеких видов. А ведь для исследования мозга эмбриона и детеныша требуется мозг извлечь: массовое убийство этих животных невозможно, так что потребуется терпеливо и аккуратно собирать необходимые пробы у обезьян, умерших естественной смертью. Трудно представить, чтобы кто-то решился взяться за этот медленный труд.

Однако нужная степень терпения нашлась у команды американского нейрофизиолога Чета Шервуда (Chet Sherwood). Под его руководством студенты и исследователи сумели собрать по ветклиникам 20 образцов мозга шимпанзе в возрасте от эмбрионального и до 12-летнего. Образцы обрабатывались специальными красителями, связывающимися с миелином, и сравнивались с данными по аналогичным исследованиям головного мозга людей соответствующих возрастов. Ученые установили то, что и ожидалось: степень миелинизации аксонов у обезьян намного выше, чем у нас, и в эмбриональный период, и в младенческий, однако процесс этот у них не растягивается до среднего возраста, а заканчивается к периоду полового созревания (как раз примерно 12 лет для шимпанзе). То, что в этом смысле наши ближайшие родичи оказались ближе к макакам, чем к людям, говорит о том, что в смысле миелинизации человек представляет собой уникальный случай».

«Сибирские учёные разработали быстрый метод анализа генома», сообщает 17 сентября www.strf.ru. «Учёные Института цитологии и генетики СО РАН разработали новый метод поиска генетических маркёров таких распространенных заболеваний, как, например, инфаркт миокарда и диабет. Он позволяет производить расчёты за минуты, в то время как всем другим существующим способам нужны месяцы... Исследователи подчёркивают, что в практику медицины этот метод никогда внедрён не будет, у него иная научная задача: он очертит подмножество генов, которое имеет отношение к конкретной болезни, и создаст базу для дальнейших исследований.

«Кто-то, применяя этот метод, выявит определённые гены, затем ещё кто-то выяснит, как они взаимодействуют и можно ли повлиять на их экспрессию. Потом фармакологи придумают лекарство, которое, например, связывается с продуктами этих генов и ингибирует их. Это платформа для надёжного и быстрого выявления генов-мишеней для терапии, для профилактики и диагностики», – сказал руководитель лаборатории рекомбинационного и сегрегационного анализа, в которой была выполнена работа, доктор биологических наук Павел Бородин».

«Ученые разобрались с геномом денисовского человека», пишет 3 сентября www.nanonewsnet.ru. «Ученые впервые секвенировали геном денисовского человека (названного так в честь Денисовой пещеры, где были обнаружены останки этого вида). Основную трудность при секвенировании составляло то, что древняя ДНК слишком фрагментирована. Более того, при извлечении двойная цепочка стремится распасться на две ординарные. В рамках новой работы ученые предложили метод расшифровки, при котором можно брать «половинку» спирали. В результате точность расшифровки выросла на несколько порядков. Как следствие, ученые прошли 99,9 процента ДНК как минимум один раз и 92 процента как минимум 20 раз (это считается пороговым значением, с которого фрагмент можно считать расшифрованным).

Примечательно, что работы проводились с материалом, извлеченным из нескольких зубов и фрагмента мизинца ребенка (девочки) – это весь материал, имеющийся на настоящий момент у ученых. На основе только этих нескольких фрагментов в 2008 году группа исследователей во главе со шведом Сванте Паабо описала новый вид людей (латинского названия денисовским людям пока не присвоено). По словам исследователей, несмотря на скудность биологического материала, им известно про денисовского человека больше, чем, например, про неандертальцев. В результате анализа полученных данных палеобиологи определили многие интересные особенности денисовских людей. Так, они ответвились от современного Homo Sapiens в период с 700 тысяч до 170 тысяч лет назад.

Смерть самой девочки (которая оказалась смуглой кареглазой брюнеткой), которой принадлежали останки, наступила примерно 80 тысяч лет назад. Кроме этого ученые подтвердили собственное открытие 2010 года – денисовский человек оставил свой генетический след (около 3 процентов) в меланезийцах. Ученые говорят, что сравнение генома трех видов людей – современного, неандертальцев и денисовского – позволило установить, что геном азиатов содержит больше неандертальских фрагментов, нежели ДНК европейцев. Этот результат представляется неожиданным, поскольку большинство останков Homo neanderthalensis находят именно в Европе. Ученые говорят, что в ближайшие десятилетия им, скорее всего, удастся провести тщательный сравнительный анализ геномов всех трех видов».

Раздел ИЗОБРЕТЕНИЯ имеет скромные размеры – четыре заметки, так или иначе связанные с текстилем и одеждой.

«Ученые разработали специальный камуфляж против взрывов бомб», утверждает 17 сентября www.nanonewsnet.ru. «Американские ученые разработали специальный камуфляжный макияж, чтобы уберечь лица солдатов от воздействий взрыва бомб. Конечно, при взрыве бомб с близкого расстояния, этот «макияж» солдатов на спасет, но все же он будет очень эффективен в некоторых случаях. Профессор из департамента по изучению полимерных материалов Университета Южного Миссисипи по имени Роберт Лошхед (Robert Lochhead) представил свою высокотехнологическую инновацию на 224-ом Национальном Собрании Американского Химического Общества. Речь идет о специальной камуфляжной краске следующего поколения, так называемом макияже для солдат, которая способна защитить лица и шею военных от высоких температур, как при взрывах бомб, так и просто в условиях жаркого климата.

Краска была создана на базе самых современных технологий и новаторских решений. Она является чрезвычайно резистентной к повышенным температурам. Ученый говорит, что созданный его командой специальный военный камуфляж не только может спасти солдат от перегрева, но и даже предотвратить серьезные ожоги. Свое изобретение ученые назвали «FIREPROOF MAKEUP» (что в дословном переводе с английского может обозначать «огнестойкий макияж»). «Взрывы самодельных взрывных устройств также как и любых других мощных взрывных приборов оказывают два опасных действия: во-первых, это взрывная волна, которая под высоким давлением и сверхзвуковой скоростью распространяется на большое расстояние и может причинить серьезные внутренние повреждения.

Во-вторых, это тепловая волна, которая возникает практически одновременно, но все-таки чуть позже после взрывной волны. Температура этой волны может достигать 1 112 градусов по Фаренгейту (600 градусов Цельсия). Это практически тот же эффект, что и от горящей сигареты, которую затушили о ваше тело» – говорит профессор Лошхед. «Наша краска сделана из специального материала, которая амортизирует эффект тепловой волны при взрыве бомбы. Слой этой краски на коже тоньше, чем лист бумаги, однако материал, из которого она сделана, достаточно эффективен для борьбы с последствиями тепловой волны».

«Ковер милосердный: поддержка снизу» описан 10 сентября на www.popmech.ru. «Ковер для больниц и приютов – не самолет, но тоже почти волшебный: он способен помочь людям в случае падения. По сути, этот ковер - сложное электронное устройство, с интегрированным в него оптоволокном и электронными датчиками. По мере перемещения по нему человека каждый шаг его фиксируется и передается на компьютер, который в режиме реального времени выстраивает характерный паттерн движения. Если движение это внезапно меняется, компьютер моментально все замечает и передает предупреждающий сигнал ответственному персоналу больницы или приюта для больных или престарелых.

Впрочем, он способен и на большее: стабильное изменение обычной для человека манеры ходьбы может свидетельствовать о наступлении кризиса, удара или обострения болезни. Ковер и тут передаст предупреждение. Хотя на первый взгляд разработка Патриции Скалли (Patricia Scully) и ее коллег может показаться ненужной, там, где за пожилыми и больными принято заботиться всерьез, такой ковер может найти широкое применение.

По оценке ученых, около половины случаев госпитализации людей в возрасте старше 65 лет связаны с последствиями падения. Они заявляют, что монтаж такого ковра вполне по карману и обычным людям. В будущем устройство его станет еще более совершенным. Авторы планируют интегрировать в него химические сенсоры и датчики дыма, обеспечивая контроль и наблюдение для всех, кому это бывает очень необходимо».

«Диагностические перчатки Med Sensation» описаны на www.nanonewsnet.ru. «Самодиагностика посредством сенсорной перчатки — это цель разработчиков Med Sensation. Они сконструировали перчатки, оснащенные датчиками, которые помогут выявить негативные изменения в организме, начиная от спортивных травм и заканчивая язвами, лимфомой и раком. С помощью этой перчатки смогут провести обследование даже неспециалисты.

Датчики в перчатке

В перчатку интегрированы датчики давления, температуры, вибрации и акустические датчики. Есть также акселерометр и зуммер, который подаёт сигнал, если датчики сталкиваются с изменениями в тканях организма. Следующий прототип устройства будет иметь также дополнительные датчики — ультразвуковые. Данные, полученные в ходе осмотра, передаются в беспроводном режиме на компьютер.

Из фантастики в реальность

Med Sensation разрабатывается в Singularity University (Кремниевая долина), основанном в 2009 году футурологами Рэем Курцвейлом и Питером Диамандисом, председателем X-Prize Foundation. Образцом для этой диагностической перчатки послужил трикордер, с помощью которого корабельный врач Леонард Маккой в сериале Star Treck успешно сканирует очередного пациента. Интересно, что у Med Sensation уже на стадии разработки есть конкурент — трикордер Scanadu, проект, возглавляемый футурологом Вальтером де Брауэром (NASA Ames Research Center в Маунтин-Вью, штат Калифорния) и представляющий из себя небольшой прибор, который будет применяться в комплекте с вычислительной мощностью и экраном смартфона. Эти и прочие разработки технологий будущего в области медицины, по мнению специалистов, в ближайшие десять лет окажут существенное положительное влияние на жизни миллиардов людей».

«Позвони мне на перчатку: ловкость рук», называется заметка, размещенная 14 сентября на www.nanonewsnet.ru. «Теплые и мягкие перчатки hi-Call – новый способ пользования любимым смартфоном. Для взаимодействия с аппаратом в hi-Call используется Bluetooth-интерфейс, обеспечивающий беспроводную связь с ним на расстоянии до 12 м. Под теплой вязкой на большом пальце размещен микроскопический спикер, а в мизинце - микрофон. На запястье имеются три универсальные кнопки управления, позволяющие принять, отклонить или завершить звонок (странно, что не обошлись всего двумя), не вынимая смартфон из кармана. Перчатка позволяет владельцу и самому совершать звонки посредством функции голосового набора или просто повтором последнего набранного номера.

Разумеется, для работы такому устройству требуется собственный источник энергии. Им служит обычная литий-ионная батарея, которая подзаряжается через USB-порт и обеспечивает до 10 дней работы в режиме ожидания и до 20 часов разговора. Ультрасовременных решений вроде гибкой пластиковой электроники здесь не используется. Поэтому стирка hi-Call противопоказана - можно лишь сдавать их в химчистку. И вообще разработчики не обещают устойчивости перчаток к влаге, что при использовании их в условиях поздней осени или снежной зимы выглядит очень серьезным недостатком. Зато простота решений позволяет предложить hi-Call покупателям уже сейчас: продажи их должны стартовать в октябре. За 64 доллара можно будет приобрести серую или черную левую перчатку, напичканную электроникой, и правую, без всякой электроники, ей в пару».  

Раздел КУРЬЕЗНЫЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ продолжает свою работу.

«Немцы испытали 40-киловаттную лазерную пушку», пугает читателей 20 сентября www.nanonewsnet.ru. «Немецкое подразделение компании MBDA успешно испытало лазерную пушку мощностью 40 киловатт. Как сообщается в пресс-релизе компании, за несколько секунд пушка прожгла минометный снаряд и стальную пластину толщиной 40 миллиметров. По словам представителя MBDA Петера Хайльмайера (Peter Heilmeier), в ближайшем будущем подобное лазерное оружие можно будет применять в боевых действиях. Лучевые пушки можно использовать для прицельного поражения объектов на большом расстоянии. Кроме того, лазерное оружие, благодаря своей точности, минимизирует вероятность нежелательного ущерба.

MBDA начала испытания лазерной пушки в 2008 году. В 2011 году немецким специалистам удалось достичь мощности установки в 10 киловатт. При этом опытное оружие успешно отслеживало объекты на удалении до 2,3 километра при разнице высот в 1000 метров. Помимо немцев испытания лазерного оружия проводят, в частности, США и Израиль. Так, Израиль намерен оснастить лазерной или электромагнитной пушкой новое поколение танков. Американская же компания Boeing совместно с британской компанией BAE Systems в августе 2011 года приступили к разработке лазерной установки для ВМС. Кроме того, в США ведется разработка корабельной электромагнитной пушки (рельсотрона)».

«Убийца номер один: взрывной кристалл» описан 24 сентября на www.popmech.ru. «Предложено новое взрывчатое вещество – возможно, самое мощное в истории человечества. Поиск все более мощных взрывчатых веществ продолжается столетиями. Традиционный порох уже давно сошел со сцены, но появление компактных роботизированных средств ведения войны, в том числе и беспилотников, лишь стимулируют новые поиски. Меньшие размеры и масса боеголовок сохранят убийственную силу своих более крупных предшественников лишь благодаря новейшим достижениям химиков. Идеальное взрывчатое вещество – это обязательно баланс между максимальной взрывчатой силой и максимальной стабильностью при хранении и транспортировке. Это еще и максимальная плотность химической энергии, минимальная цена в производстве и, желательно, экологическая безопасность.

Добиться всего этого нелегко, поэтому обычно для разработок в этой области обычно берут уже зарекомендовавшие себя формулы – ТНТ, гексоген, пентрит, гексанитростильбен и т.п. – и пытаются улучшить одну из нужных характеристик без ущерба для остальных. Полностью новые соединения появляются крайне редко. Интересным исключением из этого правила может стать гексанитрогексаазаизовюрцитан (CL-20), готовый войти в элитный список популярных взрывчатых веществ.

Впервые синтезированный в Калифорнии в 1986 г. (отсюда и CL в его сокращенном названии), он содержит химическую энергию в максимально плотном виде. Пока что его промышленно производят считанные компании по цене более 1300 долларов за килограмм, однако при переходе к большим масштабам синтеза стоимость может упасть, по мнению экспертов, в 5-10 раз. Сегодня одним из самых эффективных боевых взрывчатых веществ является октоген, который используется в пластических зарядах и цена которого составляет порядка 100 долларов за килограмм.

Однако CL-20 демонстрирует заметно большую мощность: в тестах на проникающую способность сквозь стальные блоки он на 40% более эффективен. Эта мощь обеспечивается большей скоростью детонации (9660 м/с против 9100 м/с) и большей плотностью вещества (2,04 г/см3 против 1,91). Такая невероятная сила позволяет считать, что CL-20 будет особенно полезен в применении именно с компактными боевыми системами – такими, как современные беспилотники. Однако он опасно чувствителен к ударам и сотрясениям – примерно как пентрит, соединение, наиболее чувствительное к ним из всех используемых взрывчатых веществ.

Поначалу предполагалось, что CL-20 удастся использовать вместе с пластиковым связывающим компонентом (в соотношении 9:1), хотя при этом параллельно со снижением опасности детонации снижается и взрывчатая сила. Словом, история CL-20, начавшись в 1980-х, пока что оборачивалась не слишком удачно. Однако химики не перестают экспериментировать с ним. Одним из них стал и американский профессор Адам Матцгер (Adam Matzger), под руководством которого вещество, кажется, удалось усовершенствовать до приемлемого вида.

Авторы попробовали изменить у него не структуру, а форму. Здесь стоит сказать, что если взять смесь кристаллов двух разных веществ, отдельная молекула каждого кристалла оказывается в окружении таких же, как она, соседей. Свойства смеси оказываются чем-то средним между свойствами того и другого вещества в чистом виде. Вместо этого Матцгер с коллегами попробовали метод совместной кристаллизации из общего раствора – им удалось получить молекулярные кристаллы, содержащие оба вещества одновременно: на две молекулы CL-20 приходится одна молекула октогена.

Изучив свойства этого соединения, ученые выяснили, что скорость детонации его составляет 9480 м/с – то есть, примерно посередине между скоростями для чистых CL-20 и октогена. Зато стабильность почти так же высока, как у чистого октогена (по мнению авторов, за счет формирования между двумя типами молекул дополнительных водородных связей, которые стабилизируют чувствительную молекулу CL-20). Вдобавок, плотность кристалла примерно на 20% выше, чем у октогена, что делает его еще более эффективным. Иначе говоря, такой кристалл оказывается в сравнении с октогеном существенным улучшением и весьма перспективным кандидатом на роль нового «лучшего в мире взрывчатого вещества».

Новое взрывчатое вещество и лазерный «гиперболоид» немецких инженеров меня лично совсем не радуют. Думали, работали ученые, а в результате – новые средства разрушения. При том, что и старых вполне хватает для гибели человечества. Жду ваших замечаний и комментариев, уважаемые коллеги.

 

 

RSS-материал