Odłamki nieznanej przyszłości

Zegary jądrowe, nanomaszyny z DNA, kwantowy generator liczb losowych – te wynalazki z osobna brzmią umiarkowanie interesująco, ale postawione obok siebie jeżą włos na głowie.

07.05.2018

Czyta się kilka minut

Czy nanogrudki złota będą „skręcać” światło? To jeden z nowych pomysłów naukowców. / ISTOCK / GETTY IMAGES
Czy nanogrudki złota będą „skręcać” światło? To jeden z nowych pomysłów naukowców. / ISTOCK / GETTY IMAGES

Trudno odgadnąć przyszłość. Przewidzieć, co okaże się wielkim wydarzeniem transformującym dzieje ludzkości, a co – choćby brzmiało fascynująco – ślepą uliczką. Kiedy więc czytamy bieżące doniesienia naukowe, nie da się powiedzieć, które z nich będzie za dziesięć lat (bo tempo zmian jest dziś takie, że mowa właśnie o dziesięciu latach, a nie o nieokreślonej „dalekiej przyszłości”) kluczową cegiełką tego-wielkiego-czegoś, co zmieniło nasze życie. A perspektywy są rozległe. Ot, parę wybranych na chybił trafił doniesień z samego tylko kwietnia 2018 r.

Grupa naukowców donosi w „Nature Nanotechnology” (J. Valero i in. „A bio-hybrid DNA rotor-stator nanoengine...”) o skonstruowaniu nanosilniczka zdolnego do przesuwania się wzdłuż nici DNA wyłącznie dzięki energii chemicznej. Jest to interesująca hybryda mechaniczno-biologiczna. Z jednej strony ma ona stator i rotor – jak silnik do kosiarki (tylko jest od niego 10 mln razy mniejsza). Z drugiej – elementy te wykonane są z DNA (!), a „jądrem energetycznym” całej maszyny jest naturalnie występujący w komórkach żywych enzym.

Inni badacze (J. Thielking i in. „Laser spectroscopic characterization of the nuclear-clock...”) konstruują zabawki w jeszcze mniejszej skali. Okazuje się, że jeden z izotopów pierwiastka toru (229Th) może służyć za zegar, dokładniejszy o wiele rzędów wielkości, a także znacznie stabilniejszy od istniejących zegarów atomowych, co otwiera drogę do „zegarów jądrowych”.

Jeszcze inna grupa (H.E. Lee i in. „Amino-acid- and peptide-directed synthesis of chiral...”) przez ładnych parę lat bawiła się w tworzenie nanokryształków złota, które narastały na ziarenku („zarodku”) zbudowanym z aminokwasów albo ich prostych związków – peptydów. Występują one w dwóch postaciach, różniących się kierunkiem, w jakim są skręcone, czyli chiralnością. Okazuje się, że grudki złota „wyhodowane” na tych cząsteczkach kopiują po nich kierunek skręcenia. Zastosowanie? Chociażby „skręcanie” fali świetlnej: materiał zbudowany z tak powstałych nano­grudek złota może posłużyć do bardzo precyzyjnego manipulowania światłem.

Jedziemy dalej? Na Uniwersytecie w ­Kolorado stworzono (P. Bierhorst „Experimentally generated randomness certified...”) najlepszy generator liczb losowych na świecie. Naukowcy posłużyli się laserem wywołującym emisję dwóch fotonów połączonych ze sobą poprzez szczególny efekt kwantowy nazywany splątaniem. Z kolejnych par takich fotonów możliwe jest wydobywanie „naprawdę losowych” bitów. Tak bardzo losowych, że – jak zauważają z dumą autorzy – wydobycie porządku z wygenerowanego przez nich ciągu 1024 zer i jedynek wymagałoby złamania elementarnych praw fizyki. Tego typu procedura ma olbrzymie znaczenie dla kryptografii, czyli bezpieczeństwa danych i komunikacji.

A na koniec najbardziej chyba gadżeciarsko brzmiący wynalazek: udało się (G. Scuri „Large éxcitonic reflectivity of monolayer MoSe2...”) stworzyć materiał o grubości pojedynczego atomu, który zachowuje się jak lustro. Mowa o związku o nazwie diselenek molibdenu, którzy tworzy sieci krystaliczne przypominające grafen: cieniutkie, ale rozciągające się dowolnie daleko w dowolnym kierunku płachty o grubości zaledwie jednego atomu. Zwykle tak cienkie struktury są przezroczyste (przepuszczają światło) lub nieprzezroczyste (pochłaniają je). Tym razem udało się jednak wywołać odbicie światła, choć, trzeba dodać, tylko o ściśle określonej długości fali.

Ufff... głowa mała, prawda? Nawet przy założeniu, że zrozumieliśmy wszystkie te doniesienia, szalenie trudno wyobrazić sobie, jakie właściwie jest ich znaczenie. W zwyczajowo podawanej na końcu artykułu liście potencjalnych zastosowań znajdują się najczęściej liczne, mało precyzyjne, ogólnikowe zapewnienia. Czasem może oczywiście chodzić o to, że równolegle trwają prace wdrożeniowe, które mają zakończyć się patentem – w takim razie nie wypada odkrywać kart. Najczęściej jednak sami autorzy nie mają pojęcia, jakie zastosowania dla ich wynalazku znajdą inżynierowie przyszłości. Możliwości jest po prostu zbyt dużo. Tego nikt nie ogarnia. ©

Dziękujemy, że nas czytasz!

Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →

Dostęp 10/10

  • 10 dni dostępu - poznaj nas
  • Natychmiastowy dostęp
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
10,00 zł

Dostęp kwartalny

Kwartalny dostęp do TygodnikPowszechny.pl
  • Natychmiastowy dostęp
  • 92 dni dostępu = aż 13 numerów Tygodnika
  • Ogromne archiwum
  • Zapamiętaj i czytaj później
  • Autorskie newslettery premium
  • Także w formatach PDF, EPUB i MOBI
89,90 zł
© Wszelkie prawa w tym prawa autorów i wydawcy zastrzeżone. Jakiekolwiek dalsze rozpowszechnianie artykułów i innych części czasopisma bez zgody wydawcy zabronione [nota wydawnicza]. Jeśli na końcu artykułu znajduje się znak ℗, wówczas istnieje możliwość przedruku po zakupieniu licencji od Wydawcy [kontakt z Wydawcą]
Filozof przyrody i dziennikarz naukowy, specjalizuje się w kosmologii, astrofizyce oraz zagadnieniach filozoficznych związanych z tymi naukami. Pracownik naukowy Uniwersytetu Jagiellońskiego w Krakowie, członek Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych,… więcej

Artykuł pochodzi z numeru Nr 20/2018