5
5
Первые элементы, первые открытые кирпичики молекулярного строительства «снизу вверх» являются, как это обычно бывает вначале, довольно простыми. Почти как строительные кубики LEGO… но не во всем. Сейчас известны два класса молекул: так называемые катенаны и ротаксаны. «Catena» по-латински означает «цепь», а по-английски «concatenation» — это цепное соединение звеньев. Так же выглядят соединения первой группы: они представляют как бы взаимно соединенные между собой кольца. В то же время ротаксаны вращаются, кружатся вокруг оси соединения (естественно, не механического, а физико-химического) двух молекулярных групп: как будто кто-то надел колечко на гирьку, заканчивающуюся двумя шариками. Здесь следует четко осознать, что необыкновенно точное биологическое строительство происходит всегда в жидкой фазе. Это уже не твердая фаза известной solid state electronics.[53] Жидкая фаза, фаза растворов, коллоидов создает абсолютно новые условия, неизвестные не только механике твердых тел и электродинамике «макро», но также и кремниевой технике: говоря очень просто, «чипы» представляют собой таблички, а мы, как дети, штрихами гравируем окружности и «ворота» на кремнии; при работе в жидкой фазе все это становится уже прошлым, как парусники и воздушные шары в эпоху реактивных самолетов.
В США синтезировали уже трехмерные структуры, напоминающие пузырьки, содержащиеся в биологических клетках. А в Гарварде создали молекулярное поверхностное покрытие, что является эквивалентом двухмерных органических кристаллов. В свою очередь, только дальнейшее разрастание ротаксанов позволяет понять, почему «матрица наследственности», каковой является нуклеотидная спираль, имеет форму спиральной «лестницы». Как утверждают горячие энтузиасты физико-химии, катенаны и ротаксаны являются как бы предвестниками молекулярных датчиков. Нетрудно уже создавать такие молекулярные «аппараты», которые могут выражать двоичную или «бинарную» логику, фундамент всей цифровой революции конца нашего столетия.
Я прошу обратить особое внимание на слово «выражать». Действительно, сама логика, взятая изолированно, никакого содержания не несет, но из таких элементов можно, а точнее, будет можно строить все большие системы. Что же касается скорости переключений, здесь тоже не следует сомневаться. Ротаксаны кружатся со скоростью около 300 000 оборотов в секунду, а весят около 3000 дальтонов. Как молекулярные системы памяти или информационные «склады», они также являются незначительными — 5 нанометров при максимальном растяжении…