1. Фото Юлия Амшей. Модель Николай Горохов.
И
Т
ILeona
rd
ЕПЕРЬ
o.r
И
В СЕТ u

2. 38
6 48
6 В ГОСТИ К УЧЕНЫМ
Одно из любимых занятий наших корреспонден-
ПРОРОК НАНОТЕХНОЛОГИЙ
40
Нобелевский лауреат по физике Ричард Фейнман
33
тов – прийти в настоящую научную лабораторию, в свободное время рисовал картины, играл на бара-
20
парализовать рабочий процесс на несколько часов, банах и взламывал сейфы. Кажется, этого уже до-
10
завалить ученых наивными вопросами, сделать вид, статочно, чтобы прочитать статью. Но для особенно
что мы поняли их ответы, и с чувством выполненно- упрямых добавим, что он еще и умудрился в середине
САМАЯ УМНАЯ ДЕЛО В КЕЙСЕ!
46
го долга рассказать обо всем этом тебе. прошлого века первым предсказать появление на-
Пусть мы, как и ты, вообще-то телевизор не смотрим, Знаешь ли ты, что такое бизнес-кейс? Скорее нотехнологий!
но программу «Самый умный» все равно знаем. всего, нет. А вот участники первого в истории
22
И даже любим. Поэтому с удовольствием пообщались страны школьного чемпионата по решению биз-
УДИВИТЕЛЬНЫЙ УГЛЕРОД с Ренатой Дерябиной – школьницей из Уфы, которая нес-кейсов теперь не только знают, но и умеют
36 48
Кто не мечтал в детстве разбогатеть, превратив играет на ТВ уже четвертый год. их решать. Прочти материал и готовься к сле- ОСТАТЬСЯ В ЖИВЫХ
карандашные грифели в алмазы (состоят-то они дующему чемпионату – организаторы обещали Мы отправились на выставку, подготовленную по
из атомов одного и того же вещества – углерода)? провести новый турнир уже в будущем учебном мотивам нашей любимой книги Ж. Верна «Таин-
14
И пусть после прочтения материала твоя мечта так году. ственный остров». И пусть на воздушном шаре нас
и останется несбыточной. Зато ты наконец узнаешь, КОНКУРСЫ так и не покатали, зато мы научились правильно
что фуллерены и нанотрубки – все тот же углерод. Что нужно уметь, чтобы выиграть один из завязывать шнурки и ориентироваться по звездам.
конкурсов Школьной Лиги РОСНАНО? Все ПЕРВАЯ РАБОТА МЕЧТЫ
что угодно! Потому что конкурсов очень много, Каждый из нас в какой-то момент задумывается
28
НЕВЕЧНО МОЛОДОЙ и все они разные. Прочитай материал и реши, о том, что пора начать зарабатывать свои первые РОБОТ-ЧЕЛОВЕК
38
Возможность вечной жизни волнует умы человече- в каких конкурсах ты будешь участвовать деньги. К большинству эта мысль приходит на пер- Вспомнив добрый фильм «Двухсотлетний человек»
18
ства уже не одно тысячелетие. Мы собрали воедино с сентября. вых курсах института, но к некоторым еще раньше. (про робота, который хотел стать человеком), мы
самые популярные теории о механизмах старения. Мы нашли для тебя первую работу – нескучную изучили последние достижения науки в области
50
И осознали, что до изобретения эликсира бессмер- и веселую. создания искусственных органов. Оказалось, что
тия еще далеко. ИГРА «ЖУРНАЛИСТ» спустя всего десятилетие после появления фильма
Во время деловой игры «Журналист» школьни- его сюжет потерял изрядную долю фантастичности.
ки из разных концов России пытались понять, БИЗНЕС ЗА МЕСЯЦ
САМ СЕБЕ ЛАБОРАНТ зачем нужны ускорители частиц, выясняли, Невероятно, но факт: чтобы организовать свой бизнес
Что хочется делать, когда ярко светит солнышко, хотят ли их горожане заниматься бизнесом, иногда достаточно и одного месяца. По крайней мере, ЧЕМ БЫ ЗАНЯТЬСЯ
приятно щебечут пташки, а вокруг благоухают восхищались изобретениями, спасающими че- нашим героиням удалось уложиться как раз в такой срок. Три выставки, три концерта и три сайта помогут
красивые цветочки? Правильно! Хочется как ловеческие жизни. А еще перепрыгивали через И вот теперь они целыми днями смешивают реактивы, тебе скоротать скучные летние деньки, лишенные
можно скорее сорвать один из этих цветков грязные лужи. И обо всем этом они рассказали лопают воздушные шары и едят сладкую вату. В общем, долгих уроков, обширных домашний заданий и ко-
и провести над ним безжалостный эксперимент! тебе сами. отрываются по полной. варных контрольных.
2 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 3

3. Письмо редактора
Пробуй новое!
Журнал «Я Леонардо»
№2 (4), лето 2012
Номер подписан в печать
28 мая 2012
Свидетельство о регистрации
средства массовой информации
ПИ № ФС77-46357 от 26.08.2011
журнал увлеченных школьников П оследний экзамен/годовая контрольная позади.
Ты счастливый идешь домой. Долгожданная
свобода! Запихиваешь рюкзак под кровать.
Даже не разбирая. Зачем? Дневник и учебники в ближай-
шие три месяца не понадобятся. Ты уже предвкушаешь,
как целыми днями будешь вставить нужное (гонять
Учредитель и издатель в футбол/громить вражеские отряды орков/валяться
АНО «Образовательный центр на пляже)... «Не трать время попусту, пока молодой!
«Участие»
Адрес редакции и издателя
195196, Санкт-Петербург,
ул. Стахановцев, 13 а
Тел: (812) 640-21-31
Н адвигающееся лето немину-
емо наводит на размышле-
ния о новых пространствах.
Так тянет в путешествие! Хочется
новых впечатлений, незнакомого
Вот такое странное, на первый
взгляд, образование ожидает вас
в жизненном пространстве.
Но доступно такое проСтранное
образование лишь людям увлеченным.
Вырастешь – пожалеешь!» – неожиданно омрачает твое
воодушевление стандартным нравоучением кто-нибудь
из взрослых. «Хватит вставить нужное, используй
каникулы с пользой!» Разумеется, обычно тебе предлага-
ется менее приятное дело, чем то, которым ты собирался
e-mail: mail@ileonardo.ru опыта, увлекательных приключений. Только увлеченный человек погружа- заняться.
Уверен, именно так и нужно про- ется в любимое дело с головой, только Не хочется уподобляться этому взрослому и тем са-
Типография водить лето. И пусть по финансовым ему доступно настоящее удивление – мым попадать в твою немилость. Каникулы – что бы кто
ООО «ПрофПринт» и иным причинам не всегда удается залог качественного образования. ни говорил, это время для отдыха. Который ты заслужил.
Адрес типографии уехать далеко и надолго. Часто не Увлекайтесь! И это лето не прой- Поэтому делай, что хочется. Я лишь предложу разнообра-
Санкт-Петербург, пос. Парголово, менее удивительное можно встретить дет зря! зить времяпрепровождение. Любишь футбол – отлично,
ул. Ломоносова, 113 и в соседнем дворе. Все зависит не Не стесняетесь увлекаться играй на здоровье! Но попробуй подбить друзей разок
столько от географического рассто- разным – в подростковом возрасте на волейбол – просто ради разнообразия. Проводишь
Номер заказа яния, сколько от умения наблюдать, это не признак разбросанности, а не- весь день за компьютерными играми? Может быть, стоит
видеть, удивляться, осмыслять. обходимое условие выбора пути. освоить азы программирования – вдруг оно увлечет тебя
Тираж И тем самым обеспечивать соб- Великий Леонардо да Винчи еще больше?
3000 экз. ственное образование. потому и был велик, что не боялся Впрочем, еще интереснее будет найти себе новое
Цена cвободная Да-да, именно образование. пробовать что-то новое, каждый хобби, совершенно отличное от уже имеющихся. Нобе-
Ведь образование – это не только раз достигая высоких результатов левский лаурет по физике Ричард Фейнман (читай о нем
Главный редактор Тимофей Федотов то, что «происходит в школе» в таких, на первый взгляд, разных на стр. 40) любил время от времени бросать себе вызов.
Редактор Мария Рзаева и «обязательно сидя за партой», областях. Это только кажется, что Он брался за дело, которое у него «ни в коем случае не
Дизайнер Александр Черноскулов и «за что ставятся отметки в днев- в мире все уже открыто. А на самом должно было получиться». Однажды он решил попро-
Художник Таисия Питько ник». Любопытство и удивление, деле есть еще множество поводов для бовать себя в роли художника. Рисовать он не умел. Через
Корректор Любовь Пичурина игра и приключение, ответствен- удивления и творчества. несколько месяцев занятий Фейнман продал первую
ность за реальное дело и чувство И ничто не должно помешать вам картину (никто не знал, что это произведение известного
Над номером работали: радости только дополнят и разноо- пойти путем Леонардо! физика, так как он работал под псевдонимом). Среди
Елена Абрамова, Юлия Амшей, бразят процесс образования. других увлечений Фейнмана были и игра на барабанах,
Антон Сабанцев, Сергей Калинкин, Главное – вырваться за рамки и расшифровка иероглифов майя, и взлом сейфов...
Дмитрий Сокольников, школь- привычного, попробовать в обычном Руководитель проекта Поверь, тебе тоже многое по силам. Поставь себе цель
ники – участники деловой игры увидеть странное, в странном – важ- «Школьная Лига РОСНАНО» на лето и попробуй ее добиться. И жизнь станет намного
«Журналист». ное для вас и для других. Михаил Эпштейн интереснее. А мне пора – друзья зовут в футбол играть.
Главный редактор
Тимофей Федотов
glavred@ileonardo.ru
Журнал издается в рамках программы «Школьная лига
РОСНАНО», которая объединила школы из различных регионов
страны, стремящиеся к обновлению педагогических подходов в
области естественнонаучного образования.
4 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 5

4. В гости к ученым
КУДА БЕГУТ
?
ИОНЫ
Текст: Мария Рзаева
Фото: Сергей Калинкин
Молодая сотрудница лаборатории Настя Сударикова,
уже защитившая кандидатскую диссертацию.
Бери пример!
Корреспонденты «Я Леонардо» отправились в гости к ученым из петербургского Первыми понять
Суперсовременные микроскопы
Института цитологии. Там нам показали суперсовременные микроскопы, рассказали принцип ионных
о методе патч-кламп и объяснили, можно ли зарабатывать будучи молодым ученым механизмов кле- позволяют подвести пипетку
точной сигнализа-
в России. Оказалось, что можно. ции сумели трое к клеточной мембране
КАКИЕ БЫВАЮТ КАНАЛЫ? ионы, могут быть специализиро- так оказаться, что в выделенном
ученых: Эндрю Хаксли,
Алан Ходжкин и Джон
и зафиксировать ток
Институт цитологии изучает био- ванными: например, пропускать фрагменте останется только один С. Эклс, которые про-
логию клетки. Если быть точнее, выборочно только ионы каль- канал. Обычно под электриче- водили эксперименты на аксоне ращиваются в искусственных нужны всего на несколько часов,
исследования в разных направле- ция. Другие каналы называют ским током понимают движение кальмара. За полученные резуль- условиях, – рассказывает ученый. такой инкубатор вполне годится
ниях ведутся в семнадцати лабора- неселективными: через них электронов, но в данном случае таты в 1963 году они удостоились – Для длительного хранения для хранения, клетки в нем не
ториях. Мы отправились в ла- могут проходить любые ионы. ток создается потоком ионов. Это Нобелевской премии. они замораживаются в жидком умрут.
бораторию ионных механизмов Метод изучения каналов таков. очень маленький сигнал, пример- азоте. Потом размораживаются Клетку мы подготовили,
клеточной сигнализации. Ее за- Под микроскопом, с помощью но 1 пикоампер (10 -12 ампер). Эта ЧТО НУЖНО и могут жить в среде, характер- главная составляющая метода
ведующий, доктор биологических микроманипулятора, к клеточной методика называется patch clamp ДЛЯ ЭКСПЕРИМЕНТА? ной для данного типа клеток, патч-клапм – ультратонкая пипет-
наук Юрий Алексеевич Негуляев мембране подводится стеклянная (а по-русски – патч-кламп, или Пипетки для исследований де- очень долго. Когда идет непо- ка – у нас есть. Теперь нужно все
рассказал нам, что такое «ионные пипетка с очень тонким кончиком более громоздко – метод локаль- лаются из стеклянных трубочек. средственно работа с клетками, это разглядеть.
механизмы клеточной сигнализа- так, чтобы ограничить неболь- ной фиксации потенциала). Специальный аппарат, установ- то мы их помещаем в небольшие Мы осмотрели три комнаты,
ции» и зачем они нужны. шой ее участок. Между пипеткой Ученые заинтересовались ленный в лаборатории, вытянул СО2-инкубаторы. Такой инкуба- в которых установлена аппарату-
Оказывается, белковые молеку- и мембраной образуется сверх- ионными каналами, когда стали из стекла две пипетки прямо на тор стоит возле рабочего места. ра – суперсовременные микро-
лы образуют в клеточных мембра- плотный контакт, он позволяет изучать нервные импульсы. Ока- наших глазах. Диаметр отверстий Это термостат, там поддержива- скопы, позволяющие подвести
нах поры. Через эти поры проходят зарегистрировать электрический залось, что проведение импульса пипетки, по словам Юрия Алек- ется определенная температура пипетку к клеточной мембране
ионы: наружу или внутрь клетки. ток только через те каналы, кото- (или иначе говоря, сигнала) – это сеевича, всего лишь 1-2 микрона. (37° C), влажность, атмосфера и зафиксировать ток.
Разность в концентрации ионов рые находятся в этом выделенном сложнейшая работа нескольких Но ведь дело не только за пипет- (углекислого газа (СО2) необ- – Микроскоп тут подходит не лю-
снаружи и внутри очень важна для фрагменте мембраны. Если диа- видов каналов. С их помощью по кой, откуда-то нужно брать и сами ходимо ровно 5%) и остальные бой, – объясняет ученый. – Мы
жизнедеятельности клетки. метр кончика очень маленький аксону (длинному отростку нерв- клетки. условия, необходимые для жизни используем инвертированные.
Каналы, по которым проходят (один или два микрона), то может ной клетки) и проходит импульс. – У нас животные клетки вы- культур клеток. Когда они нам То есть в обычном микроско-
6 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 7

5. В гости к ученым
пе, который вы могли встретить
в школе, снизу находится осве-
титель, сверху – окуляры, а по-
середине – препарат. В инверти-
рованном, наоборот, объектив
находится снизу. На ток ионов
реагирует очень чувствительный
усилитель, результаты обрабаты-
вает компьютер. При этом имеет
значение и амплитуда тока, и про-
должительность действия, и еще
много других параметров.
Пипетка, подводимая к клет-
ке, управляется с помощью
микроманипулятора. Сами
понимаете, не так уж и просто
подвести пипетку к микроско-
пическому ионному каналу на
клеточной мембране. Манипуля-
тор похож на джойстик: под-
вижная ручка и кнопки. Так что
не зря ты регулярно тренируешь
свои пальцы на любимой игро-
вой приставке – приобретенные
в баталиях с монстрами навыки
можно использовать и для дела.
На установках «прилеплены»
логотипы Zeiss. Тем, кто участво-
вал в конкурсе «От инфузории
до атома», о котором мы рас-
сказывали в прошлом номере,
Принципиальная схема метода патч-кламп
возможно, это название что-то Юрий Алексеевич Негуляев – доктор биологических наук
да говорит. Линзы Zeiss – мечта и заведующий лабораторией.
любого фотографа, это очень И просто очень приятный в общении человек!
качественные и дорогие линзы.
Этот производитель делает объ-
ективы и окуляры и для своих
кладным исследо-
ваниям. Но мы
Много человеческих недугов
микроскопов. находимся немного вызваны именно нарушением
Столы, на которых стоят
микроскопы, тоже специальные.
на других этапах.
Я, в частности,
в функционировании ионных
Они гасят все возможные вибра- занимаюсь натриевыми каналов клетки
ции. За окнами института нахо- каналами. Важно знать,
дится трамвайное кольцо. Все мы как он влияет на процессы
знаем, с каким грохотом ползут аритмия. Ионы натрия входят «МОЖНО ЗАРАБАТЫВАТЬ в клетке. Мы смотрим, как клетки Но мне были интересны физика та. А я уже защитила кандидатскую
по рельсам составы. Пипетка это через канал в клетку, а калия – И ЗДЕСЬ» реагируют на вход ионов натрия. и математика, поэтому я поступала диссертацию, так что я – молодой
тоже «чувствует» – колебания выходят. Внутри устанавливается В лаборатории мы познакоми- Натриевые каналы отвечают за именно в Политех. С 3 курса у нас кандидат.
передаются стенам здания и да- положительный потенциал. И так лись с одной из молодых сотруд- поддержание кровяного давления, была практика. Нас провели по Сегодня мы много слышим
лее – на установку. Столы же не от клетки к клетке идет импульс. ниц – Анастасией Судариковой. за объем жидкости в организме. всем научным институтам в городе, как об «утечке мозгов» за рубеж,
дают посторонним шумам сорвать Это обеспечивает нормальную, Настя работает в лаборатории Наверное, кого-то уже за- показали лаборатории и предложи- «брошенной» российской науке,
эксперимент и хранят «покой» ровную работу сердца. Но, если уже почти 10 лет, а пришла сюда, интересовало, и вы думаете, как ли выбрать какую-нибудь и начать так и о громадных инвестициях
микроскопа. ионы входят и выходят неравно- учась на 3 курсе Политехническо- попасть в лабораторию и уже работать. Сначала я выбрала одну, в наукоемкие технологии. Настя
мерно, один импульс наползает го университета. поскорее начать вершить судьбу несколько раз туда съездила. Дело как молодой ученый, знающий
ЗАЧЕМ ЭТО ИЗУЧАТЬ? на другой. У больного – аритмия. – Мы занимаемся фундамен- фундаментальной науки. там обстояло так: ты приезжаешь, ситуацию изнутри, нас успокоила.
Но для чего же конкретно ведут- Другая страшная болезнь, связан- тальной наукой и не видим сразу – Училась я в Политехе, – продол- ждешь 2-3 часа, пока к тебе кто- – В последние лет пять стали под-
ся все эти исследования? Ведь ная с дефективными каналами – «выхода в свет», – рассказывает жает Настя. – На тот момент, когда нибудь подойдет, тебе ничего так держивать молодых, сейчас очень
должна же быть какая-то мало- муковисцидоз. Это генетическое Настя. – Если люди разрабатывают решила поступать в институт, там и не показывают, и ты остаешься ни много грантов на работу именно
мальски практическая, пусть заболевание, долго с ним не лекарство, то мы через какое-то был организован новый факуль- с чем. А диплом писать надо. Я так для начинающих ученых. Если вам
и далекая, цель. Выяснилось, что живут. Тут дело в неправильной время можем пойти в аптеку и это тет медицинской физики и био- промучилась несколько месяцев. до 35 лет, то можете смело начать
не такая уж она и далекая, все работе хлорного канала. И много- лекарство купить. А у нас такого инженерии. Я вообще довольно А потом попала сюда. Тут к сту- зарабатывать и здесь. Поэтому,
вполне просто. много других человеческих неду- не происходит. Мы смотрим, как смутно представляла, что это такое, дентам очень хорошее отношение, если нравится заниматься наукой,
С работой ионных каналов гов вызваны именно нарушением влияют определенные вещества на и имела лишь приблизительные как к полноценным работникам. то не стоит бояться финансовых
сопряжены многие болезни. На- в функционировании ионных ионные каналы. В дальнейшем это, представления о биологии, потому Здесь меня всему и научили. У нас проблем, – уверила нас Анастасия.
пример, сердечные заболевания – каналов клетки. конечно, может привести к при- что училась в гуманитарной школе. в лаборатории работают 3 аспиран- Мы ей поверили. А ты?
8 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 9

6. Мировая наука
УДИВИТЕЛЬНЫЙ
УГЛЕРОД
Текст: Антон Сабанцев
Наверняка еще будучи учеником младших классов ты слышал о том, что Нанотрубки являются
алмаз и стержень карандаша (графит) состоят из атомов одного и того
же элемента – углерода. В этом материале ты узнаешь про другие со- самым прочным и упругим
единения угрерода, открытые совсем недавно: фуллерены, нанотрубки материалом из известных
и графен. на сегодняшний день
АЛЛОТРОПЫ УГЛЕРОДА ряд новых аллотропов углерода, углерода могут объединяться в це- Уникальные химические свой- один атом «отнимает» у другого что он может послужить основой
Углерод – четвертый по массе таких как фуллерены, нанотрубки почки различного строения, в том ства углерода связаны с наличием электрон, после чего первый атом для материалов будущего, обладаю-
элемент во Вселенной и пятнадца- и столь популярный в последнее числе разветвленные и замкну- в его внешней электронной обо- становится отрицательно заряжен- щих такими свойствами, о которых
тый в составе земной коры. Он из- время графен. тые. Кроме того, атомы углерода лочке четырех электронов, которые ныи ионом, а второй атом – по- нам раньше приходилось только
вестен еще с античных времен, но За открытие и изучение фул- могут образовывать между собой могут участвовать в образовании ложительно заряженным, и они мечтать. Давайте разберемся, что
до сих пор не перестает преподно- леренов в 1996 году британец Хэ- не только одинарные (с участи- ковалентных связей. Атом углерода притягиваются друг к другу по именно вселяет в ученых такой
сить ученым сюрпризы. Казалось ролд Крото и американцы Роберт ем одной пары электронов), но может образовать четыре одинар- закону Кулона. оптимизм.
бы, сложно найти два более разных Керл и Ричард Смолли получили также более прочные двойные ные связи (химики говорят, что он Крайне разнообразной хи- В последнее время углерод при-
материала, чем графит и алмаз. Нобелевскую премию по химии, и тройные связи (две и три пары имеет валентность четыре). Внеш- мии углерода мы обязаны своим влекает внимание ученых в связи
Один – черный, мягкий и хоро- а в 2010 году наши соотечествен- электронов соответственно). Тре- няя электронная оболочка углерода существованием, ведь соединения с открытием новых форм его орга-
ший проводник, другой – прозрач- ники, работающие в Великобрита- тьей важной особенностью угле- очень устойчива, в связи с чем угле- углерода составляют основу жизни низации: фуллеренов, нанотрубок
ный и очень твердый изолятор. нии – Андрей Гейм и Константин рода является его способность род не склонен ни приобретать, ни на Земле. Именно благодаря уди- и графена. Во всех трех случаях речь
Однако и тот, и другой состоят из Новоселов, получили Нобелев- образовывать ковалентные связи отдавать электрон с образованием вительной способности углерода идет о гигантских молекулах, состо-
атомов углерода, по-разному орга- скую премию по физике за откры- практически со всеми элементами ионов, и, соответственно, образо- образовывать сложные полимер- ящих только из атомов углерода.
низованных в пространстве. тие и изучение графена. таблицы Менделеева. вывать ионные связи. ные молекулы стали возможны
Различные формы одного Из-за перечисленных уникаль- Напомню, что ковалентная хранение и передача наследствен- ГРАФИТ
и того же вещества называют- ЭЛЕМЕНТ ЖИЗНИ ных свойств углерода разнообразие химическая связь образуется двумя ной информации в форме ДНК. Отправной точкой для получения
ся в науке аллотропами. Алмаз Одним из основополагающих различных углерод-содержащих электронами, которые перерас- Именно с изучением органических всех трех наноматериалов является
и графит являются аллотропами свойств углерода является способ- молекул просто невообразимо. пределяются (обобществляются, молекул был связан прорыв био- графит, поэтому стоит для начала
углерода, однако этот список вовсе ность его атомов образовывать Именно поэтому соединениям как говорят те же химики) между логии в XX веке. Однако этим попристальнее вглядеться в его
не ограничивается ими: за по- сильные ковалентные связи друг углерода посвящен целый раздел атомами и тем самым «склеивают» вовсе не исчерпывается интерес структуру. Структура графита была
следние 25 лет был найден целый с другом. В связи с этим атомы химии – органическая химия. их. Ионная связь образуется, когда ученых к углероду, ведь они верят, определена при помощи рентге-
10 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 11

7. Мировая наука
Молекулярное строение аллотропов углерода
Алмаз Графит Нанотрубка Фуллерен
Сферическая структура фулле- синтеза нанотрубок очень быстро В целом, очень многие свойства
рена привлекла большое внимание совершенствуются, и в 2009 году графена являются либо уникаль-
ученых перспективой использовать была получена нанотрубка длиной ными, либо представлены в нем
такие молекулы для транспортиров- 18,5 см при толщине в 1 нм! в редких комбинациях. Такие
ки вредных веществ в организме че- Перечисление всех уникальных свойства, как хорошая прово-
ловека. Также на основе фуллеренов свойств и потенциальных областей димость и прозрачность, очень
с добавлением щелочных металлов применения нанотрубок займет высокая прочность и эластичность,
удалось создать сверхпроводящий не один десяток страниц, но уже не сочетаются более ни в одном ма-
при температуре до 38 градусов сейчас понятно, что в ближайшем териале. Прозрачные проводящие
Кельвина материал. Фуллерены будущем нас ждет настоящая рево- материалы крайне востребованы
имеют перспективу в качестве люция во многих областях науки для создания солнечных батарей
катализаторов различных химиче- и техники в связи с появлением и жидкокристаллических экранов,
ских процессов, в том числе роста различных наноматериалов. и для этих применений графен
алмазов. Кроме того, они проявляют превосходит все существующие на
необычные оптические свойства. ГРАФЕН данный момент материалы. Благо-
Так, раствор фуллеренов в толуоле Относительно недавно (в 2003 даря своим свойствам, графен уже
проявляет нелинейное пропускание году) ученые задались вопросом, нашел применение в электронной
в видимой области спектра, что насколько тонкий слой графита микроскопии, как идеальная под-
может послужить основой для созда- можно получить. Для этого они ложка для исследования биологиче-
ния оптических затворов. использовали неожиданно про- ских образцов. Из-за минимально
стой подход: при помощи обычной возможной толщины, графен
НАНОТРУБКИ клейкой ленты они переносили может стать основой для сверх-
Углеродные нанотрубки, впервые чешуйки графита на поверхность чувствительных газовых детекто-
полученные как побочный про- стекла. Таким способом ученым ров, способных зарегистрировать
- Меняю один карандаш на один алмаз! дукт производства фуллеренов, удалось отделить от графита ато- связывание одной единственной
оказались, возможно, даже более марный слой углерода и изучить его молекулы газа с графеном.
ноструктурного анализа еще в 1916 этом образуются связи промежу- замыкаются в фуллерены. Также интересны, чем сами фуллерены. свойства. Эти свойства оказались
году. Оказалось, что графит состоит точной кратности – в нашем случае в этом процессе могут образовы- Они обладают уникальными ме- столь удивительны и отличны от МОЛЕКУЛЫ БУДУЩЕГО
из плоских слоев, образованных 1⅓. Делокализованные электро- ваться нанотрубки – свернутые ханическими, электрическими, оп- свойств графена, что через 7 лет Развитие современной физиче-
атомами углерода. Эти атомы на- ны не принадлежат конкретным слои графита, которые часто на тическими и другими свойствами. ученые получили Нобелевскую ской науки во многом связано
ходятся в вершинах правильных атомам или парам атомов, а как бы концах закрыты «крышечками» из В частности, они являются самым премию. с осознанием того, что свойства
шестиугольников и образуют «размазаны» по всей молекуле. половинок фуллерена. прочным и упругим материалом из Представляя собой слой тол- наноразмерного кластера атомов
структуру наподобие пчелиных сот. Из-за этого эти электроны могут Наиболее стабильным фуллере- известных на сегодняшний день. щиной в 1 атом, графен является могут очень сильно отличаться как
Слои графита связаны друг с дру- достаточно легко перемещаться под ном является молекула C60, кото- В связи с этим ведутся активные двумерным кристаллом. Из-за дело- от свойств отдельных атомов, так
гом слабыми взаимодействиями. действием внешнего поля, чем объ- рая имеет форму усеченного икоса- попытки использовать нанотрубки кализованных электронов он очень и от свойств твердого тела. Бум
Именно поэтому, когда ты пишешь ясняется хорошая проводимость эдра (как классический футбольный в композитных материалах для хорошо проводит электрический нанотехнологий открывает воз-
карандашем, эти слои отделяются графита. мяч). Ее поверхность состоит из повышения их прочности. Изделия ток. Оптические свойства графена можности для казавшихся ранее
от грифеля и остаются на бумаге. 12 правильных пятиугольников из таких материалов уже начинают очень необычны. Этот сверхтонкий совершенно фантастическими тех-
Каждый атом углерода в графите ФУЛЛЕРЕНЫ и 20 правильных шестиугольников, появляться на рынке. Нанотрубки материал (толщина всего 0,34 нм) нологий. Возможно, в ближайшем
ковалентно связан с тремя соседями. Активное исследование фуллере- в вершинах которых находятся также обладают самой высокой поглощает 2,3% инфракрасного све- будущем мы станем свидетелями
Стоит отметить, что при связывании нов началось в 1990 году с созда- атомы углерода. Диаметр молекулы теплопроводностью. В зависимости та, проходящего через него. Кроме появления «плаща-невидимки»,
друг с другом нескольких атомов угле- нием эффективной технологии C60 составляет 0,714 нм. Помимо от их структуры они могут быть того, особенности графена позволя- космического лифта и многих дру-
рода возможно образование необыч- их синтеза и очистки. Ученые C60 ученые обнаружили очень как изоляторами, так и хорошими ют при помощи внешнего напря- гих удивительных вещей. Ключем
ных ковалентных связей, в которых обнаружили, что при испарении много более редких фуллеренов: от проводниками. В связи с этим они жения управлять его поглощением к этому являются нанострукту-
один электрон поровну распределен графитовых электродов в дуговом C20, состоящего из 12 пятиуголь- могут служить в качестве «про- в видимой области, что открывает рированные материалы, среди
между 3 и более атомами (говорят, разряде слои графита могут рваться ников, до такого «гиганта», как водов» для быстро развивающей- многообещающие перспективы для которых особое место занимают
что электрон делокализован). При на небольшие куски, которые затем C540, радиусом 2,06 нм. ся наноэлектроники. Способы создания фотонных устройств. соединения углерода.
12 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 13

8. на чистую воду
СДЕЛКА ВЕКА
Французский адвокат Франсуа Раффре был весьма доволен
НЕВЕЧНО
собой, когда в 1965 году заключил договор о покупке
квартиры со своей 90-летней соотечественницей Жанной
Кальман. По условиям соглашения он обязался выплачивать
старушке десятую часть стоимости квартиры каждый год
вплоть до момента ее смерти. Тот факт, что всего за пять лет
до сделки Жанна всерьез увлеклась фехтованием, Франсуа
МОЛОДОЙ
то ли не знал, то ли недальновидно проигнорировал.
Отпраздновав вековой юбилей, Кальман освоила езду на
велосипеде — вот тогда-то Раффре, вероятно, и осознал весь
масштаб своей оплошности.
Жанна скончалась лишь в 1997 году в возрасте 122 лет,
поставив мировой рекорд продолжительности жизни среди
людей, чья дата рождения достоверно известна. Сам же
Текст: Тимофей Федотов Раффре умер двумя годами ранее в возрасте 77 лет, передав
обязанность совершать платежи супруге.
На протяжении всей истории человек искал способы обессмертить себя. Сколько ДНК представляет собой этакую мере, именно так объясняет про- щества, которые с радостью отдают
кулинарную книгу. «Читая» ее цесс старения мутационная теория, радикалам электрон, нейтрализуя
невинных жаб пострадало в экспериментах по поиску заветного эликсира! Однако «рецепты» (гены), записанные получившая широкое распростра- их пагубное действие. Многие по-
ключ к вечной жизни так и не был найден. Зато современные ученые придумали с помощью четырех «букв» нение в середине прошлого века. ливитаминные комплексы, которые
сразу несколько теорий, объясняющих старение. Конечно, ты совсем молод, но все (нуклеотидов), клетка «готовит» прописывает нам доктор, как раз
равно почитай. Узнаешь, например, почему вредно курить, и за что нынче ученым белки и другие соединения, не- ВИТАМИНЫ ПРОТИВ являются антиоксидантами.
обходимые для ее существования. РАДИКАЛОВ
дают Нобелевские премии. Однако кулинарная книга может Одной из главных причин по- «ЧЕРНОВЫЕ СТРАНИЦЫ»
быть заляпана жирными пальцами, вреждений клетки и ДНК считает- ДНК
НОВАЯ ПЕЧЕНЬ – РАЗ В ГОД одного года, кожи – двух недель, порядок дел в организме и рано или облита маслом и даже обуглена ся наличие в организме свободных Если мутационная теория объ-
До начала ХХ века основной тео- мышц – пятнадцати лет. поздно ведущая к гибели. пламенем печи. Так и молекулам радикалов – маленьких агрессив- ясняет, почему клетки со време-
рией старения считалась гипотеза Но если клетки постоянно об- Во-вторых, даже новообразо- ДНК время от времени наносится ных молекул, которым не терпится нем работают все хуже и хуже, то
износа. Мол, человек – сложная новляются, почему мы не остаемся вавшиеся клетки у стареющего че- неизбежный урон различными отобрать электрон у какой-нибудь теломерная теория (одна из самых
машина, а значит, подобно дета- молодыми? ловека рождаются уже не настолько факторами: токсичными вещества- «нормальной» молекулы, тем молодых теорий) дает ответ на
лям механизма, его органы из- Можно выделить две причины. работоспособными, как у молодого. ми, ультрафиолетовым излучением, самым «испортив» ее. вопрос, почему в старости наруша-
нашиваются из-за трения. Но на Во-первых, в определенном возрасте Так или иначе, но клетки с воз- высокой температурой. Ошибки Свободные радикалы явля- ется их деление.
самом деле в организме каждый в процессе деления клеток начинают растом начинают работать все в последовательности ДНК, ются естественными продуктами При делении молекулы ДНК
день в процессе деления обновля- происходить сбои. Клетки могут хуже и хуже, из-за чего начинают которые при этом появляются, жизнедеятельности организма, удваиваются. Механизм копирова-
ются миллиарды клеток. Поэтому замедлять деление или даже пере- барахлить целые органы, а в итоге называются мутациями. В течение поэтому полностью избавиться от ния таков, что маленький кусочек
сравнение органов с деталями ставать делиться вовсе. В этом случае и весь организм. жизни в «рецептах» накапливает- них невозможно. Однако достовер- с края молекулы всегда остается
неверно. живая ткань действительно изнаши- ся все больше ошибок, из-за чего но известно, что курение, алкоголь «непереписанным». Для того
Ткани всех органов регене- вается. Иногда, напротив, клетки на- БЕРЕГИСЬ МУТАЦИЙ! «готовить» правильные «блюда» и прием многих лекарственных со- чтобы «рецепты» при этом не
рируют с разной скоростью. Так, чинают делиться слишком активно Клетки содержат ДНК – инфор- клеткам становится все труднее. единений увеличивают их содержа- пропадали, в молекулах ДНК на
клеточный состав печени человека и неконтролируемо – образуется мационные молекулы, которые Поэтому они работают все хуже ние в организме. краях существуют специальные
обновляется полностью в течение опухоль, нарушающая привычный определяют клеточную жизнь. и в итоге умирают. По крайней Антиоксиданты – это такие ве- участки – теломеры. Это такие
14 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 15

9. на чистую воду
ИСТОРИЯ
Что только не придумывали некоторые
люди, пытаясь изобрести эликсир
бессмертия! Взять хотя бы этих троих...
человека при стрессе, блокирует старения и управляют им. И если 1. Личный врач папы Бонифация VIII
работу теломеразы. Это может быть в будущем ученым действительно Врач главы католической церкви предложил своему
одной из причин, почему стресс удастся обнаружить такие гены, то пациенту, желающему жить вечно, такой вот рецепт:
способствует быстрому старению. у человека появится шанс остано- измельчить и смешать золото, жемчуг, рубины,
Повышенная активность тело- вить «часовую бомбу» внутри себя. сапфиры, сердце оленя, корень алоэ, кораллы,
меразы наблюдается в большинстве слоновую кость, мускус и амбру, а полученный
раковых клеток. Поэтому сейчас ТАК РЕАЛЬНО ЛИ порошок запивать водой. Старания доктора оказались
в рамках противораковых исследо- БЕССМЕРТИЕ? напрасными: папа не только умер, но и благодаря Данте
ваний ведется разработка лекарств Нужно понимать, что старение – навеки угодил в восьмой круг ада!
на основе веществ, замедляющих это все-таки комплексный процесс, 2. Китайский ученый и алхимик Гэ Хун
работу теломеразы. и ни одна из существующих теорий Чтобы дожить до сорока тысяч лет, по мнению
Кстати, за открытие механизмов не объясняет его полностью. Хуна, нужно взять жабу, которая прожила десять
защиты молекул ДНК теломерами Все они скорее не опровергают, тысяч лет, и летучую мышь в возрасте тысячи лет,
и теломеразой несколько лет назад а дополняют друг друга, описы- высушить животных в тени, растолочь, а затем
была присуждена Нобелевская вая проблему с разных сторон. получившийся порошок принимать внутрь. Другой
премия. С эволюционной точки зрения вариант: растворить в уксусе ровно четыреста тысяч
природа крайне не заинтересована золотых монет. Таким снадобьем можно накормить
ЧАСОВАЯ БОМБА в том, чтобы какие-либо организмы восемь человек. К большому сожалению самого
черновые «страницы», на которых ВОТ ТЕЛОМЕРАЗА! Однако существует и принципиаль- жили вечно. А потому она навер- алхимика, таких денег у него не водилось. Как
не записано ничего важного. По- В некоторых клетках содержится но другая теория старения – гене- няка «перестраховалась», создав и десятитысячилетней жабы.
этому их потеря при копировании специальное вещество – теломера- тическая. Согласно ей, смерть – это несколько различных алгоритмов, 3. Французский ученый XV века, чье имя
не страшна. Однако количество за. Оно умеет достраивать новые заранее запрограммированное которые ведут к гибели организма. история не сохранила
теломер ограничено. Получается, теломеры, делая клетки практиче- явление, а старость – не следствие Так что единственное, на что мы Ученый сварил две сотни первосортных куриных яиц
что клетки способны безболезнен- ски бессмертными. Так происходит накопления случайных поврежде- можем надеяться в ближайшем и отделил белки от желтков. А затем вместо того, чтобы
но делиться лишь конечное число в стволовых, половых и некоторых ний в клетках, а такой же неизбеж- будущем, – это некоторое продле- сделать гигантский гоголь-моголь и устроить вечеринку
раз. Именно этот факт, по мнению других клетках организма, которым ный этап развития организма, как ние среднего срока жизни. За счет для всех друзей, горе-ученый принялся многократно
многих ученых, и является главным необходимо постоянно делиться. и его взросление. Исходя из этой те- подавления образования раковых перегонять белки в воде, рассчитывая таким образом
принципиальным ограничением Не так давно было доказано, ории, в ДНК должны существовать опухолей, например. А вот о бес- получить эликсир вечной жизни. Как будто не знал, что
срока жизни человека. что гормон, появляющийся в крови гены, которые запускают процесс смертии даже не мечтай! вся волшебная сила заключена в желтках!
16 Я ЛЕОНАРДО №2 лето 2012 №2 лето 2012 Я ЛЕОНАРДО 17