Эффекты микромира: наночастицы и магнитные поля. Главные новости за 8 апреля
Люди в отличие от голубей не видят магнитное поле, но могут его использовать для беспроводной связи. Люди не видят белки и ДНК, но могут их «услышать»
В Лаборатории биофотоники Федеральной политехнической школы Лозанны разработали наносенсоры, которые позволяют «подслушивать» даже не отдельные клетки, а каждый белок и ДНК. Один из авторов исследования Аурелиан Джон-Херпин говорит: «Все эти молекулы непрерывно колеблются и "звучат", особенно отчетливо — в инфракрасном диапазоне. Это согласованный оркестр. Каждая звучит по-своему, но чтобы ее расслышать, надо настроиться на ее частоту». Как настраивались. Взяли метаматериал на основе золотых наночастиц. Он приходит в специфически возбужденное состояние — плазмонный резонанс — на частоте той молекулы, которую хотят «услышать». Получился наноусилитель «звука». Метаматериал завернули в липидную оболочку и в виде обычной везикулы отправили в межклеточное пространство «подслушивать» белки и ДНК. А собранную информацию отдали нейросети. Ее роль Джон-Херпин описал так: «ИИ можно представить, как начинающего музыканта, который слушает различные мелодии и всего за несколько минут развивает идеальный слух, чтобы различать каждую по отдельности, даже когда все они звучат вместе».
В Лаборатории реактивного движения NASA разработали устройство, получившее название POINTER (Precision Outdoor and Indoor Navigation and Tracking for Emergency Response). Оно предназначено для отслеживания движения пожарных в горящих зданиях. В этих условиях обычные системы позиционирования, например, GPS работают далеко не всегда — радиоволны не проходят. В основе устройства лежит передача информации с помощью магнитного квазистатического поля. Оно легко проходит сквозь стены. У магнитной связи есть существенные недостатки: небольшое расстояние, на котором оно действует, большой размер принимающей антенны и шум, который создает магнитное поле Земли. Как утверждают разработчики, они все победили. Расстояние, на котором устройство испытано, составляет более 70 метров (в перспективе — тысячи метров). Приемник, который носит с собой пожарный, — размером, примерно, с мобильный телефон. Положение пожарного можно определить с точностью до полуметра. Магнитная связь может быть полезна не только пожарным, но и при обследовании пещер роботами или для работы под водой. У человека нет органа, воспринимающего магнитное поле, а вот голуби используют магнитное поле Земли для навигации при полетах на далекие расстояния.
Необходимость ежедневно делать уколы инсулина — тяжелая судьба миллионов и миллионов больных диабетом. Конечно, им стало бы легче, если бы можно было просто проглотить таблетку. Но так нельзя, потому что желудочный сок убьет инсулин. Было множество попыток создать препарат, доставляющий инсулин в организм перорально. Но проходят десятилетия, и ничего не получается. Вот еще одна. Международная команда химиков из университета Нью-Йорка и других исследовательских центров разработала многослойную нанокапсулу, которую можно проглотить и она доставит инсулин в тонкий кишечник. Верхний слой — защитный, он позволяет наночастице пройти через желудок. Дальше оболочки одна за другой реагируют с глюкозой: если глюкозы много — оболочка растворяется, и выделяется инсулин. Если глюкозы немного — наночастица уносит лишний инсулин с собой. Так происходит защита от передозировки. Нанокапсула уже работает, крысам, на которых ставили опыты, стало легче.