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…