Свет собрали по частицам

Английским физикам удалось получить вещество, частицы которого удерживаются друг около друга только светом. Как сообщает New Scientist, ученым удалось скрепить примерно 100 полистироловых бусинок по 400 нм в диаметре в двумерную структуру.

Колин Бэйн из Университета Дархэма и Кристофер Мэлор из Национального института медицинских исследований сообщают, что открытое ими явление может обеспечить простой способ получать и перестраивать наноструктуры.

Открытый ими метод получил название «оптическое связывание» (optical binding).

«Это совершенно новый способ создания наноструктур, и мы рассчитываем получить более сложные образцы. Однако мы пока далеки от понимания физической природы явления», – сообщил Бэйн.

Ученые использовали сдвоенный луч лазера и призму, на вершине которой находились наночастицы. Когда лучи достигали вершины призмы, они отражались, однако небольшое количество энергии, известное, как «недолговечная волна» (evanescent wave), удерживало частички вместе.

Ученые пока не могут сказать, где могла бы быть использована подобная технология. Однако предполагают, что ее можно использовать для управления потоком жидкостей через наноклапаны, что пригодится, например в медицине.

В дальнейшей перспективе англичане надеются научиться управлять ростом кристаллов при помощи лазерного луча. И не только они. Например, Кишан Дхолакия из Университета св. Андрея уверен в возможности такого управления ростом кристаллов. «Моя мечта – это лазерная указка в «руке» ученого, а остальное частицы сделают сами», – говорит ученый. Дхолакия обещает опубликовать результаты своих сложных экспериментов в 2006 году.

Нанотехнологии сейчас бурно развиваются. Их применение может дать толчок практически всем существующим направлениям науки и техники. Например, использование «нанороботов» для лечения болезней всерьез обсуждается медиками.

Развитие нанотехнологий в России движется не так интенсивно. В 2006 году открыли новую кафедру физики наносистем на физфаке МГУ, однако «Газете.Ru» так и не удалось с ней связаться. Как сказали в секретариате физического факультета, у кафедры на сей день нет ни помещения, ни телефона, но сам факт появления такого подразделения в МГУ уже радует.

В апреле прошлого года участники «круглого стола» по нанотехнологиям – парламентарии и ученые – обратились в российское Федеральное собрание с просьбой выделить $500 млн в 2006 году на исследование нанотехнологий. Получили ли требуемые деньги российские ученые – неизвестно. В то же время, по прогнозу Национального фонда науки США, к 2015 году годовой оборот рынка нанотехнологий достигнет $1 трлн.

Космические туристы растопят льды

Одним из видов развития космического туризма является организация суборбитальных космических полетов. В рамках такого полета летательный аппарат перемещается со скоростью, меньшей первой космической, то есть выхода на околоземную орбиту не происходит. При этом высота суборбитального полета составляет более сотни километров, что серьезно превышает максимальную высоту полета самолета – 10 км.

Успешные полеты корабля SpaceShipOne (этот аппарат в 2004 году дважды в течение двух недель вышел в космическое пространство с людьми на борту) позволили его создателям заявить о создании предприятия, которое будет заниматься суборбитальными космическими полетами туристов.

По различным оценкам, в следующее десятилетие индустрия космического туризма будет развита до такой степени, что каждый год будут происходить около тысячи суборбитальных полетов.

Как известно, Майкл Миллз из Национального центра атмосферных исследований в Баулдере (Колорадо, США) и его коллеги обратили внимание на тот факт, что при каждом полете в атмосферу Земли попадает немаленькое количество сажи и углекислого газа. О том, к чему могут привести эти выбросы в ближайшее время, ученые написали в статье, опубликованной в Geophysical Research Letters.

Исследования ученых основаны на данных бизнес-планов развития суборбитальных космических полетов до 2020 года.

«Ракетные двигатели – единственный прямой источник антропогенного загрязнения атмосферы на высоте более 22,5 километров, и очень важно понимать, как эти выбросы влияют на атмосферу», – объяснил задачу исследования один из его авторов, специалист по изучению атмосферы при американской аэрокосмической корпорации Aerospace Corporation Мартин Росс.

Используя компьютерное моделирование, ученые пришли к выводу, что резкое увеличение суборбитальных полетов в ближайшее десятилетие может внести существенный вклад в изменение климата на Земле.

Дело в том, что частицы сажи, которую ученые также называют «черный углерод», не оседают на поверхности Земли, а остаются в стратосфере, то есть на высоте около 50 км. Оттуда они не могут быть «вымыты» дождями, и потому сажа находится на большой высоте в течение 3–10 лет. Эти частицы хорошо поглощают свет, и, таким образом, их присутствие в атмосфере уменьшает альбедо (отражательную способность) Земли. Так как наша планета меньше отражает солнечный свет, то полученное тепло проявляется в виде изменения климата, а именно – потепления.

Как рассказал Майкл Миллс Nature News, результаты моделирования реакции климатической системы Земли на сравнительно небольшое количество сажи «удивительны».

В среднем поверхность планеты «остынет» на 0,7 градусов Цельсия, но в Антарктиде станет теплее на 0,8 градусов Цельсия.

Это приведет к сокращению площади ледников на 5–15 процентов.

Согласно моделированию, атмосфера над экваториальными областями потеряет до 1 процента озонового слоя, в то время как над полюсами его количество может увеличиться до 10 процентов. И это притом, что озоновый слой защищает живые организмы от жесткого ультрафиолетового излучения.

За счет того, что сажа меняет альбедо Земли, ее влияние на изменение климата существенно выше, чем влияние углекислого газа, который попадает в газовую оболочку Земли в результате полета тех же ракет.

«Есть фундаментальные пределы объема вещества, которое человек может выбросить в атмосферу без существенного влияния», – подытожил Мартин Росс. Ученый также заявил, что влияние на климат частиц сажи, которые попадают в атмосферу в результате полета ракет, обязательно должно быть учтено до того момента, когда суборбитальные космические полеты станут регулярными.