Величайшие загадки человека - Зигуненко Станислав Николаевич (бесплатные онлайн книги читаем полные txt) 📗
Итак, кристалл — это не обязательно что‑то твердое. Вещества, соединяющие в себе свойства твердого тела и жидкости, используются сегодня во многих отраслях науки и техники. Взгляните на свои электронные часы — их жидкокристаллический индикатор лишний раз подтвердит вам это.
Но какое все‑таки отношение кристаллы, пусть даже и жидкие, имеют к нашему организму?
«Самое непосредственное, — говорит Усольцева. — Их присутствие в организме нетрудно заметить при помощи несложных опытов…»
И дальше я узнал вот что. Жидким кристаллам, как и всяким кристаллам, присуще свойство лучепреломления. То есть луч света, пропущенный сквозь слой жидкокристаллического вещества, обязательно изменит свою траекторию, поменяет плоскость поляризации.
Но точно такие же свойства Надежда Усольцева и ее мама — доктор химических наук, профессор Валентина Алексеевна Усольцева — обнаружили у некоторых биологических препаратов. Например, миелиновая оболочка нервного волокна, хрусталик глаза, растворы многих биологически важных соединений — нуклеиновых кислот, ферментов, сократительных белков обладают теми же оптическими свойствами, что и жидкие кристаллы.
При более глубоких исследованиях выяснилось, что такое, казалось бы, чисто внешнее свойство вовсе не случайно. Дело в том, что далеко не каждое вещество может существовать в жидкокристаллическом состоянии, обладать определенными, в том числе и оптическими, свойствами. Прежде всего оно должно иметь органическую природу. Предпосылкой возникновения жидкокристаллического состояния является также удлиненная линейная структура молекулы.
К настоящему времени открыто или синтезировано более 5000 веществ, имеющих как бы промежуточную, базу, то есть состояние, в котором эти вещества проявляют свойства как жидкости, так и твердого кристалла. У одних веществ мезафаза возникает при изменении температуры — это так называемые термотропные жидкие кристаллы. У других — при растворении, это лиотропные жидкие кристаллы.
Термотропные виды жидких кристаллов хорошо изучены, широко используются в науке и технике. Что же касается лиотропных жидких кристаллов, то лишь сравнительно недавно выяснилось, что по их принципу организованы такие важнейшие элементы всех живых систем, как биологические мембраны, — перегородки, отделяющие жизненно важные центры живой клетки друг от друга и от внешней среды.
Лиотропные жидкие кристаллы могут образовывать длинные цепочки полимеров. Это тоже важно в биологическом отношении. Такие молекулы организма, как ДНК, РНК, некоторые белки, в том числе и участвующие в мышечном сокращении, как раз и представляют собой подобные образования.
Ученые предполагают также, что жидкие кристаллы сыграли важную роль и на первых этапах возникновения жизни на Земле. Согласно теории, выдвинутой академиком А. И. Опариным, жизнь на нашей планете возникла в водах первичного океана. Так вот, когда первые органические молекулы стали сцепляться между собой, они прошли и через стадию образования жидких кристаллов.
Выявленные факты имеют интерес не только с точки зрения «чистой науки». Например, в Ивановском текстильном институте не так давно создан термоиндикатор на жидких кристаллах для изменения температуры движущейся ткани.
Дело в том, что при многих технологических процессах, скажем, при крашении ткани, весьма важно строго выдерживать температуру процесса. Раньше для контроля применялись датчики на основе термоЭДС. По поверхности ткани скользило кольцо из специального сплава. В зависимости от температуры в нем наводилась ЭДС, по проводам бежал ток и по отклонению стрелки гальванометра можно было судить о температуре.
Но такая система отличается достаточной сложностью, не столь уж точна, а главное, не позволяет наглядно судить о перегреве или недогреве. Когда же на смену этому устройству на движущееся тканное полотно поместили ролик с нанесенным на его поверхность слоем жидкого кристалла, все нарушения технологии стали видны воочию. Все идет нормально — ролик зеленого цвета. Температура повысилась на две–три десятые градуса — ролик синеет, понизилась на столько же — краснеет, словно бы просит добавить жару…
Такие же пленки стали использовать и медики вместо традиционного градусника. Наложил ее на тело и сразу видно, какая температура у больного, на каком участке тела она наиболее повышена. А это очень удобно для выявления глубинных нарывов или других воспалительных процессов.
Оказались весьма полезны жидкие кристаллы и в машиностроении. Вот тому только один пример. Способность суставов живого организма безотказно работать в течение многих десятилетий натолкнула ученых института механики металлополимерных систем Беларуси смоделировать состав биологической смазки. И что же?! Исследования, проведенные инженерами совместно с медиками, показали, что свою долговечность природный «узел трения» обрел опять‑таки благодаря жидким кристаллам!
Жидкокристаллические молекулы суставной смазки ориентированы таким образом, что отдельные слои легко скользят относительно друг друга в определенной плоскости. Смешаться же в других направлениях им мешает структура, свойственная твердому телу.
Поставленные учеными опыты позволили создать любопытную техническую новинку — присадку к смазочным маслам, которая позволяет увеличить срок службы различных трущихся узлов в десятки раз. Например, подшипники в конвейерных линиях сушильных установок на предприятиях легкой промышленности выходили из строя, служили всего несколько суток — настолько быстро выводили их из строя агрессивная среда и высокая температура. Применение жидкокристаллической смазки позволило увеличить срок службы этих подшипников до двух лет!
Вот, оказывается, какую практическую ценность несут с собой исследования, начатые, казалось бы, из чисто научного любопытства.
ПОЧТИ КАК МАГНИТ
Летом 1989 года «Московские новости» поместили небольшую заметку о «волшебнице из Белоруссии» — 13–летней Инге, которая была способна держать на вытянутой перпендикулярно ладони массивную сковородку.
Для пущей убедительности ее еще нагружали двумя килограммовыми гантелями, молотком. «Магнитными» свойствами, говорилось в заметке, обладают не только ладони Инги, но и подошвы ее ног…
Сенсационное сообщение словно прорвало плотину. Письма с подобными фактами посыпались в редакцию. Многие стали проверять свой «магнетизм» и, оказалось, тоже могли удерживать на своем теле утюги, ложки, другие предметы домашнего обихода. И даже не обязательно им быть металлическими — «прилипали» книги, листы бумаги, флаконы из‑под духов…
География почты — от Магадана до Калининграда, а возраст «чародеев» — от пятилетних малышей до пенсионеров. Причем большинство из них — лица женского пола…
Имея на руках такую статистику, мы с моими коллегами — журналистами — приступили к расследованию.
…Как и большинство ребят, 12–летняя Полина Шаверина обнаружила свой «магнетизм» после телевизионной передачи. Увидела на экране, как у других все ловко получается, решила попробовать. Не сразу, но — получилось! И теперь у нас на глазах Полина демонстрирует свои способности. Транспортир прилипает к пальцам и не падает, даже если его подтолкнуть. Ложки гроздьями висят на правой ладошке. Полина прижимает их левой ладонью, и они… переворачиваются, словно притягиваются неведомой силой.
Металлический поднос тоже моментально «приклеился». Добавляем к подносу толстую книжку… Висит! Еще пару десертных ложек… Не падают!!!
Но вот, по нашей просьбе, Полина протирает ладошки тальком. И… чудо исчезает. Значит, не спрятан под кожей сильный магнит? Да и книжка ведь не магнитная?!
За дело берется ровесница Полины — Оля Румянцева. Тщательно протирает ладошки тальком. Прикладывает к ним ложку — притягивается! А еще Оля умеет пальцами переворачивать страницы — кладет палец на книжный лист, и тот послушно движется вслед…
