Janine M. Benyus. Biomimicry / Джанин М. Бенюс. Биомимикрия: Глава 4. Как мы будем делать вещи?

Подгонка формы под функцию: плести нити как паук.

wild_wolf 27.03.22 в 10:43

Хотя разработчики экологической политики уделяют особое внимание растущему избытку мусора и загрязнению окружающей среды, большая часть ущерба окружающей среде наносится еще до того, как материалы попадают к потребителю. По данным исследователей, всего на четыре отрасли производства первичных материалов — бумажную, пластмассовую, химическую и металлургическую — приходится 71 процент токсичных выбросов с производств в Соединенных Штатах. На пять материалов — бумагу, сталь, алюминий, пластмассу и стеклянную тару — приходится 31 процент потребления энергии в обрабатывающей промышленности США.

— Джон Э. Янг и Аарон Сакс, авторы книги "Следующая революция в эффективности: создание устойчивой экономики материалов".

wild_wolf 18.08.22 в 09:44

Мы находимся на пороге революции материалов, не менее важной, чем железный век и промышленная революция. Мы шагаем вперед, в новую эру материалов. Я думаю, что в течение следующего столетия биомимикрия значительно изменит наш образ жизни.
— Мехмет Сарикая, профессор материаловедения и инженерии, Вашингтонский университет

wild_wolf 18.08.22 в 10:15

“Вот почему у младенцев мягкая голова”, - сказал мужчина, спускавшийся по эскалатору, в то время как я поднималась наверх. “Кости ещё не полностью минерализованы”. Головы младенцев? Я взбежала по эскалатору и догнала его на спуске. Он шёл туда же, куда и я.

wild_wolf 18.08.22 в 11:03

Собрание Общества исследования материалов (MRS) проводится каждый год в центре Бостона, его участники заполняют три крупных отеля до отказа. Куда ни глянь, везде учёные — 3500 человек — несущие толстые сборники тезисов к семинару по материаловедению, области, о которой большинство из нас даже не слышали. Это странно, потому что материаловедение касается буквально всего, к чему прикасается наша рука; каждый предмет, по которому мы ходим, в котором ездим, который берем в руки, надеваем или наливаем, сделан из одного или нескольких материалов. Тем не менее, люди, которые беспокоятся о стойкости к разрушению, прочности при растяжении и химическом составе поверхности — керамисты и инженеры по стеклу, металлурги и исследователи полимеров, — остаются невоспетыми. Я не знаю ни одного ребёнка, который хотел бы стать материаловедом, когда вырастет.

wild_wolf 05.09.22 в 09:42

Может быть, эта сфера просто ещё молодая. Раньше материалы производились исключительно природой, и мы брали что дают: дерево, шкуры, шелк, шерсть, кость и камень. В конце концов люди научились выплавлять из песка посуду и добывать железо из недр Земли. На протяжении всей истории наш прогресс как народа определялся типами материалов, которые мы использовали - Каменный век, Бронзовый век, Железный век, Век пластика, а нынешний век некоторые назвали бы Веком кремния. С каждым этапом развития цивилизации мы, кажется, все больше отдаляемся от живых материалов и от уроков, которые они нам преподают.

wild_wolf 17.09.22 в 10:02

В ярком свете слайд-шоу, показанных на Симпозиуме S (во время сессии по материалам, идеи для которых заимствованы из природы), я начала понимать, что природа использует по крайней мере четыре хитрости в деле производства материалов:

wild_wolf 17.09.22 в 17:41

1. Безопасные для живых организмов производственные процессы
2. Упорядоченная иерархия структур
3. Самосборка
4. Стабилизация кристаллов с помощью белков

wild_wolf 17.09.22 в 17:43

Каждая из этих хитростей была в новинку для меня и, вероятно, для многих других участников конференции, которые постоянно заходили послушать доклад. Что отличает биомимиков от их коллег, так это принятие канона природы как эталона для работы. Если бы биомимики добились своего, этот канон стал бы основой образования каждого материаловеда. Но целое образование в одну главу не уместить, поэтому мы пройдем краткий курс.

wild_wolf 17.09.22 в 17:52

Грейте, бейте и залейте

wild_wolf 17.09.22 в 18:10

В гудящем улье конференции MRS одновременно проводятся сорок мини-совещаний - симпозиумов. На каждом из них новые результаты обобщаются в статьях, которые публикуются каждые пятнадцать минут в течение всей недели. Большинство бесед посвящено алхимии современности: синтезу новых сплавов, новой керамики, новых пластмасс, возможному благодаря невероятно высоким температурам, высокому давлению и агрессивной химической обработке. “Грейте, бейте и залейте” стало фактически лозунгом нашей индустриальной эпохи; так мы синтезируем практически всё.

wild_wolf 17.09.22 в 18:16

Природа, с другой стороны, не может позволить себе такую стратегию. Жизнь не может разместить фабрику на окраине города; она должна жить там, где работает. Поэтому первая уловка природы заключается в том, что она производит материалы в безопасных для жизни условиях: в воде, при комнатной температуре, без агрессивных химических веществ или высокого давления.

wild_wolf 17.09.22 в 19:17

Хотя мы назвали бы это “ограничениями”, природе удается создавать материалы такой сложности и функциональности, которым мы можем только позавидовать. Внутренняя оболочка моллюска морское ушко в два раза прочнее высокотехнологичной керамики. Паутинка в пять раз прочнее стальной нити того же веса. Клей для мидий работает под водой и прилипает к любой поверхности, даже без грунтовки. Рог носорога чинится сам собой, хотя в нем нет живых клеток. Кость, дерево, кожа, бивни, рога и сердечная мышца — все эти чудо-конструкции созданы для того, чтобы отслужить свой полезный срок, а затем снова исчезнуть, чтобы быть поглощенными другим видом живых организмов через великий цикл смерти и обновления.

wild_wolf 19.09.22 в 12:34

Было забавно наблюдать, как толпящиеся ученые других специализаций просовывают головы в дверной проем аудитории Симпозиума S. Хотя обычно большинство залов на подобных собраниях наполнены разговорами о неземной синтетике, на Cимпозиуме S показывали слайды с изображением коралловых рифов и высоких деревьев, еловых болот и паутины, покрытой росой. Новейшие высокотехнологичные материалы здесь не были экспериментальными разработками — это были древние биологические изобретения, испытанные миллионами лет существования на Земле. На той самой Земле, на которой мы со своими изобретениями пытаемся жить.

wild_wolf 22.09.22 в 12:23

Участники Симпозиума S не привязаны к мантре "грейте, бейте и залейте". Они видят очевидные проблемы: истощающиеся запасы нефти, ядовитые кошмары собственного изготовления, высокую интенсивность отказов (разламывание, растрескивание, деформация) многих наших материалов. Несмотря на колоссальные энергозатраты, мы все еще не можем производить материалы столь же тонко выделанные, долговечные или экологически безопасные, как в природе. Носороги, мидии и пауки на слайдах, казалось, прятали улыбку Моны Лизы. Каким-то образом из самых распространенных в мире химических веществ, таких как углерод, кальций, вода и фосфат, они создают самые сложные материалы в мире. Как сказал бы любой биомимик в аудитории, S в названии симпозиума означает "сюрприз".

wild_wolf 22.09.22 в 12:50

Начнём грызть гранит науки

wild_wolf 28.09.22 в 14:29

Доклады, представленные на этой неделе, разделились на две категории: преимущественно неорганические (твердые) и преимущественно органические (мягкие). Природные неорганические материалы прочны, они используются для построения скелета или защитной брони, панцирей, костей, шипов и зубов природного мира. Они представляют собой кристаллизованные версии земных материалов: мела и фосфатов, марганца и кремнезема, даже немного железа, добавленного для “остроты”. Поскольку организмы не производят эти неорганические минералы в своих телах, они должны найти способ приманить и приручить частицы Земли, чтобы они оседали и кристаллизовались в нужном месте. Например, если вы моллюск с мягким телом, живущий в приливно-отливной зоне, лучшее место для кристаллизации раковины - прямо над вашей головой.

wild_wolf 28.09.22 в 14:26

Зависть к устрице

wild_wolf 28.09.22 в 14:29

У Рича Гумберта есть гидрокостюм, который не очень хорошо греет. Хотя неопреновая маска надета на его бородатое лицо, нырять приходится надолго, и к тому времени, когда Рич всплывает подышать, открытая часть его лица становится похожа на маску грабителя, окрашенную в болезненный фиолетовый оттенок. Все это делает сбор абалонов на островах Сан-Хуан в штате Вашингтон непопулярным занятием.

wild_wolf 28.09.22 в 14:39

“Большинство людей предпочитают покупать абалоны в сувенирных лавках”, - говорит он мне. “Но мне нравится общаться с ними, видеть, где они живут”. Он изображает для меня охоту. “Ты тянешься к ним сквозь мутную приливную воду, ощупывая руками. Внешняя оболочка тусклая и покрыта струпьями балянусов. Трудно поверить, что внутри есть гладкая переливающаяся перламутровая подкладка. Главное схватить сразу, как только прикоснетесь к ним, прежде чем они смогут присосаться к скале”.

wild_wolf 28.09.22 в 14:48

Потревоженное морское ушко может быть дьявольски быстрым. Нога этого моллюска присасывается настолько крепко, что, если вы упустите момент, оторвать его от камня можно будет только монтировкой. Для таких энтузиастов, как Гумберт, монтировка - инструмент дилетанта, и он скорее доплавается до посинения, чем прибегнет к ней.

wild_wolf 30.09.22 в 22:42

Большинство сборщиков морских ушек едят их мясо и продают раковины, но Гумберт ныряет и ищет, чему он может у них научиться. Он состоит в команде Вашингтонского университета, исследующей перламутр морского ушка, гладкое внутреннее покрытие, которое изысканно переливается разными цветами и, что важнее всего для керамистов, твердое, как гвозди. “Вы когда-нибудь пробовали прыгать на раковине морского ушка?” - спрашивает Гумберт. “По ним могла бы проехать машина, даже не побеспокоив их". По возвращении в лабораторию ему приходится запускать промышленное оборудование, чтобы разбить внешнюю оболочку и перламутр на куски. Одной раковины — красивого двадцатисантиметрового блюда — хватит на год исследований.

wild_wolf 01.10.22 в 08:34

На невооружённый взгляд кусок перламутра, который вручает мне Гумберт, выглядит гладким и невыразительным. Затем он показывает мне снимок того же куска в поперечном сечении, сделанный под электронным микроскопом. Выделяющаяся жирным черно-белым рельефом сложная кристаллическая архитектура объясняет способность раковины справляться со стрессом. На виде сбоку заметны шестиугольные диски из карбоната кальция (мела), уложенные подобно кирпичной кладке.

wild_wolf 01.10.22 в 11:05

Если вы внимательно всмотритесь в пространство между кирпичами, то сможете увидеть тонкую полоску раствора из мягкого полимера. Полимер ведёт себя как жевательная резинка — он растягивается, подобно связкам, когда диски раздвигаются, и скользит и выдавливается в ответ на сжатие. Если всё-таки возникает трещина, рисунок кирпичной стены заставляет её изгибаться, останавливая её продвижение. В результате “морское ушко в два раза прочнее любой известной нам керамики — вместо того, чтобы ломаться, как искусственная керамика, раковина под напряжением деформируется и ведет себя как металл”, говорит Мехмет Сарикая, чье имя фигурирует в титрах многих красивых снимков морского ушка под электронным микроскопом.

wild_wolf 01.10.22 в 11:37

Снимки перламутра, сделанные сверху, демонстрируют еще большую сложность. На любом уровне кирпичной стены шестиугольные диски сдвоены: их формы и расположение перекликаются друг с другом, как будто между ними находится зеркало. Отдельные диски состоят из сдвоенных “доменов”, которые также отражают друг друга. Даже гранулы внутри каждой области имеют двойников, демонстрируя математическое повторение и красоту, которые характеризуют естественную форму.

wild_wolf 01.10.22 в 17:37

Если вернуться ближе к телу, эту концепцию повторяющегося рисунка использует мягкий материал в наших собственных телах. Рисунок расщеплённого сухожилия (которому на симпозиуме уделили много экранного времени) показывает иерархию, которая почти невероятна в своей многоуровневой точности. Сухожилие в вашем предплечье представляет собой скрученный пучок волокон, похожих на тросы подвесного моста. Каждое волокно представляет из себя скрученный пучок более тонких волокон. Каждое из этих более тонких волокон представляет из себя скрученный пучок молекул, которые, конечно же, представляют из себя скрученные в спираль пучки атомов. Снова и снова раскрывается математическая красота, сам себя повторяющий фрактальный калейдоскоп инженерного великолепия.

wild_wolf 01.10.22 в 20:15

В человеческом сухожилии, в раковине морского ушка, в слоистых, как фанера, крысиных зубах — снова и снова вопрос о “форме, дающей функцию” выходил на первый план обсуждения. Многоуровневая сложность этих материалов называется упорядоченной иерархической структурой, которая, по-видимому, является второй уловкой природы в распределении ресурсов. От атомного уровня до макроскопического заложена точность, а с ней приходят прочность и гибкость.

wild_wolf 01.10.22 в 21:28

Но как природе удается создавать такую микроструктуру? И как мы можем сделать так же? Ответы на эти вопросы лежат в самом сердце идеи биомимикрии. “Мы хотим не просто копировать углы и архитектуру природных конструкций или создавать материалы по их образу и подобию”, - говорит керамист Пол Калверт из Лаборатории материалов Аризонского университета в Тусоне. “Что мы действительно хотим сделать, так это имитировать производственный процесс, то есть то, как организмам удается выращивать, например, идеальные кристаллы и формировать из них работающие структуры”.

wild_wolf 02.10.22 в 08:51

Все ученые-материаловеды, с которыми я беседовала, согласились с мнением Калверта. Им не терпелось начать выращивать решетки с упорядоченностью не хуже, чем на параде, научиться контролировать размер кристаллов, их форму, ориентацию и расположение, особенно при производстве керамики.

wild_wolf 11.10.22 в 16:52

Керамика, с которой мы лучше всего знакомы, - это стекло, фарфор, бетон, строительный раствор, кирпичи и штукатурка, но, как говорит Пол Калверт, “керамика вышла далеко за рамки туалетных принадлежностей и тарелок для хлопьев”. В настоящее время эти материалы используются во многих высокотехнологических областях - в качестве изоляторов, направляющих, подшипников, износостойких и термостойких покрытий, а также в устройствах, которым требуются определенные оптические, электрические и даже химические характеристики, такие как чувствительность к газам или способность ускорять химические реакции. Несмотря на все требования, которые мы предъявляем к керамикам, ирония заключается в том, что мы всё ещё используем технологии каменного века для их изготовления. По сути, мы берем неорганические вещества из земных недр и подвергаем их нагреванию или давлению, чтобы сжать их в твердое вещество. Калверт объясняет: “Наша самая большая проблема — это растрескивание, то есть хрупкость. В последние годы мы постепенно добиваемся прогресса, делая структурные зёрна все более и более мелкими. В конце концов мы сократили их размер до нанометра, но проблема хрупкости не исчезла".

wild_wolf 05.12.22 в 12:44

Несколько лет назад Калверт решил, что пришло время включить воображение, поэтому вместе с другими биомимиками он начал изучать дизайн природных материалов. Они обнаружили множество биологических организмов, которые, подобно морскому ушку, имеют твердые части тела, изготовленные из смеси неорганических минералов и органических полимеров. Например, ваши кости - это кристаллы фосфата кальция, осажденные на белковой матрице. Диатомовые водоросли — эти микроскопические морские существа, похожие на живые снежинки, — растят скелет из кварцевого стекла, задавая его форму с помощью клеточной мембраны. Зубы - тоже неорганические кристаллы, как и шипы морских ежей и раковины улиток. Сверхтвердые кристаллы в “зубах” миноги позволяют ей проскребать даже камень. Природа способна использовать в процессе минерализации даже некоторые магнитные материалы. Например, в конце семидесятых годов была обнаружена бактерия, которая выращивает кристаллы оксида железа — магнетита — в крошечных пузырьках (шариках) внутри своего тела. Эти заполненные магнетитом пузырьки выстраиваются в линию, как бусины на нитке, и в таком виде помогают бактериям чувствовать, направление к магнитному центру Земли, то есть вниз, а на дне водоёмов как раз находится анаэробная зона, где бактерии находят себе пищу.

wild_wolf 10.12.22 в 18:20

Во всех этих случаях природные кристаллы изящнее, плотнее упакованы, имеют более сложную структуру и лучше соответствуют своим функциям, чем наша керамика и металлы. Биомимики решили, что пришло время выяснить почему.

wild_wolf 10.12.22 в 18:21

Жемчужины мудрости

wild_wolf 05.12.22 в 14:20

Чтобы понять, как организмы исполняют этот трюк, стоит начать с мягкой части композитных материалов. Для этого мы должны перейти на молекулярный уровень — уровень меньший, чем разрешение электронного микроскопа Сарикаи. “Этот тонкий слой полимера - не просто раствор, склеивающий кирпичи”, - говорит Рич Гумберт. “Он сделан из полисахаридов (по сути, сахаров) и белков, и именно они - настоящие звёзды этого представления". В самом деле, когда морское ушко “решает” построить перламутр, сначала возводится полимерный каркас, а затем укладываются кирпичи.

wild_wolf 10.12.22 в 19:00

Это неоднозначное разделение процессов происходит при биоминерализации во многих организмах. Сначала клетки организма выделяют белки, полисахариды или липиды (в зависимости от вида) в окружающую их среду. Эти “каркасные” полимеры самоорганизуются в трехмерные отсеки (кубы, прямоугольники, сферы или трубки), которые разграничивают пространство для будущей минерализации. “Вы представить каркасные полимеры как стены, потолок и пол помещений, которые в конечном итоге будут заполнены минеральными кристаллами”, - говорит Гумберт. В случае с морским ушком организм строит не одну комнату, а целый многоквартирный дом, возводя один этаж за другим. Каждый этаж состоит из множества комнат и немного смещён относительно предыдущего, что создаёт перекрывающийся мотив по типу кирпичной стены.

wild_wolf 10.12.22 в 21:20

Внутри каждой комнаты находится морская вода, насыщенная ионами кальция и карбоната — заряженными частицами, которые в конечном итоге осаждаются и нарастают, пока не образуют кристалл карбоната кальция (мела). Поскольку ионы заряжены, они не просто случайным образом выпадают в осадок из раствора — они притягиваются к противоположно заряженным химическим группам, выступающим из стен комнат. Как только первый слой ионов оседает, он подает пример остальной части кристалла. Как частицы примесей в экспериментах с переохлаждённой водой, первые ионы будут центрами кристаллизации, а остальные ионы осядут вокруг них, образуя кристалл определенной формы. Поскольку прочность и функция кристалла зависят от его формы, места посадки ионов очень важны.

wild_wolf 10.12.22 в 21:41

Этот моллюск, эволюционно" стремившийся" к раковине титанической прочности, нашел оригинальный способ придать этим ионам особенно прочную форму. Вот как это происходит: после того, как каркас комнат собран, моллюск выделяет шаблонные белки во внутренние помещения. Эти белки самоорганизуются в “обои”, которые украшают комнату упорядоченным набором отрицательно заряженных посадочных площадок. Если бы мы были размером с атомы, мы могли бы ходить среди этих химических групп и чувствовать их электростатическое поле, вытягивающее из морской воды положительно заряженные ионы, такие как кальций.

wild_wolf 10.12.22 в 21:49

Чтобы представить, как располагаются белки на этих обоях, необходим краткий урок биологии. Белки (которые составляют 50 процентов сухого веса живой клетки) представляют собой большие трехмерные молекулы, в основе которых лежат длинные цепочки из десятков или даже сотен химических групп - аминокислот. Каждая аминокислота обладает своим набором зарядов, и когда цепочка попадает во внутриклеточную жидкость, эти заряды определяют, в какую форму она свернётся.

wild_wolf 16.12.22 в 12:26

Схема сворачивания сильно зависит от того, как аминокислоты относятся к воде. Нейтральные, водобоязненные аминокислоты будут проникать в центр белкового комплекса, в то время как заряженные, любящие воду, будут находиться на периферии. Аминокислоты также взаимодействуют друг с другом: некоторые отталкивают своих соседей и стремятся убежать, другие связываются. В результате получается трехмерная форма, подстроенная под свою функцию. Белок может играть структурную роль в тканях и скелете, или у него может быть другая “профессия”. Гемоглобин, инсулин, рецепторы нейронов, антитела и ферменты (которые контролируют и ускоряют химические реакции) - все эти белки выполняют определенную работу, основанную на их форме.

wild_wolf 16.12.22 в 12:31

У шаблонных белков морского ушка белковая цепочка свёрнута в зигзагообразную форму, которая соединяется вплотную с другими зигзагообразными белками, образуя складчатый лист в виде гармошки (обои). У этого листа есть две поверхности — некоторые группы аминокислот торчат внутрь комнаты, в то время как другие встроены в стены, пол и потолок, как якоря. Дэниел Морс, директор Центра морской биотехнологии Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, установил, что группы в стенах нейтральны (в основном глицин и аланин), а группы, торчащие внутрь комнаты, заряжены отрицательно (в основном аспартат).

wild_wolf 16.12.22 в 12:50

Расположение посадочных мест на складках тоже не случайно. Поскольку зигзагообразные белки в точности повторяют друг друга по шаблону, заданному ДНК, его поверхностные аминокислоты предсказуемо повторяются. Они расположены с промежутками в несколько нанометров и готовы ловить из раствора противоположно заряженные ионы.

wild_wolf 18.12.22 в 17:13

Расположение ионов в этом первом слое предопределяет форму и функцию будущего кристалла. Один рисунок может дать ромбоэдрические кристаллы, как в перламутре; другой даст призматические кристаллы, как в твердой внешней оболочке морского ушка. Различные формы, направления роста и размеры определяют, будет ли кристалл обладать оптическими свойствами, способен ли он проводить электричество, будет он твердым или мягким. При этом в природе существует всего четырнадцать возможных форм кристаллов.

wild_wolf 18.12.22 в 20:36

А что, если бы мы смогли создать шаблон для любого из этих четырнадцати видов кристаллов, используя разных "мастеров" от мира белков? Что, если бы мы могли покрыть объект белковой пленкой, а затем окунуть его в морскую воду и запустить самосборку твёрдой оболочки из перламутра. Это только мечта, но один факт может сделать её былью: белкам не обязательно находиться в живой клетке, чтобы выполнять свою работу.

wild_wolf 18.12.22 в 21:24

Белок, отделенный от живой клетки, всё ещё остаётся белком, полностью заряженным и способным направлять кристаллизацию. На самом деле, и морское ушко выкачивает белки из клеток в заполненный морской водой промежуток между мягким телом и более твердой внешней оболочкой. Теоретически это означает, что мы можем наполнить стакан белками и морской водой и наблюдать, как белки самоорганизуются в комнаты и обои, а ионы осаждаются и начинают превращаться в кристаллы.

wild_wolf 18.12.22 в 21:27

Таким образом, самосборка - это третий трюк природы в материалообороте. В то время как мы тратим много энергии на создание вещей сверху вниз — берем сыпучие материалы и придаем им форму, — природа поступает наоборот. Она выращивает свои материалы с нуля, не сооружает структуры, а управляет их самосборкой.

wild_wolf 18.12.22 в 21:31

Самосборка управляет этим буйством физики. Подобное отталкивается от подобного, что классические, что квантовые заряды, - а противоположности притягиваются. Слабые электростатические связи осторожно удерживают молекулы вместе, их легко можно подправлять и подгонять под изменяющиеся условия. Более прочные, устойчивые связи образуются с помощью катализаторов типа "ключ-замок" - ферментов.

wild_wolf 21.12.22 в 12:13

Однако для образования любой из этих связей блуждающие молекулы должны сначала встретиться, как гости на коктейльной вечеринке. Перемешивание молекул поддерживается энергией броуновского движения, которое названо в честь Роберта Броуна, ботаника начала девятнадцатого века. Броун спросил мир: “Вы когда-нибудь замечали, что пыльцевые зерна остаются в толще воды и не осаждаются?” (В те дни подобное наблюдение могло сделать вас знаменитым.) Поколение спустя Альберт Эйнштейн объяснил, что пыльцевые зерна поддерживаются на плаву оттого, что невидимые молекулы воды постоянно сталкиваются с ними и перемещают их. Эти беспокойные лобовые столкновения молекул происходят и в воздухе, поэтому частицы пыли "танцуют" в солнечных лучах.

wild_wolf 21.12.22 в 12:24

Как только молекулы сталкиваются, те, которые подходят друг к другу выемками и выступами, как кубики Lego, послушно соединяются друг с другом. Вся эта сборка, в отличие от нашего производства вещей, идёт сверху вниз по энергетическому ландшафту. Выгода даром. Белки подходят для такого рода самосборки благодаря своей форме и “электрическим" свойствам (тому, как распределяются их заряды). Эти качества в точности задаются генами — шаблонами с кодом для создания белков. Как только эти шаблонные белки самоорганизуются в листы-гармошки, они сами становятся шаблонами для изготовления изящных оболочек. Шаблонное становится шаблоном.

wild_wolf 21.12.22 в 20:46

Что и приводит к четвертому трюку природы — возможности задавать структуру материалов с помощью шаблонов. В промышленной химии в качестве конечного продукта мы получаем мешанину полимерных цепочек разных размеров, большинство из которых слишком длинные или слишком короткие для идеального использования. Природа же создает только то, что она хочет, где она хочет и когда она хочет. Никаких опилок на полу в мастерской.

wild_wolf 21.12.22 в 20:53

Если мы хотим перенять у природы методы производства, мы должны проникнуть за кулисы и взять интервью у белков, тех шаблонистов, которые делают возможной точную сборку продукта при комнатной температуре. Мы должны изучить их аминокислотные последовательности и выяснить, как производить их в коммерческих количествах. Биомимики надеются, что с помощью этих “невидимых рук” мы сможем ваять предметы с геометрической точностью и покончим с “грейте, бейте и залейте”.

wild_wolf 22.12.22 в 09:32