Основа для «Терминатора»: Жидкость с памятью
Впрочем, в отличие от «Терминатора Т-1000», речь идет не о жидком металле, а о «гидрогеле» — сети органических молекул с массой внутренних полостей, способных впитывать воду, как губка. Это — метаматериал, свойства которого не имеют аналогов в природе и определяются не столько его составом, сколько структурой. Гидрогели уже нашли применения в фармацевтике: такие «губки» крохотных размеров можно заполнять раствором лекарства, которое будет постепенно высвобождаться в организме, а сам гидрогель — безопасно рассасываться.
Однако профессору Дэну Лю (Dan Luo) и его команде удалось добиться от них совершенно впечатляющих результатов. Их гидрогель составлен из нитей ДНК, которые спутаны и связаны друг с другом за счет комплиментарных взаимодействий своих оснований. При наличии соответствующей последовательности оснований ДНК такой гидрогель собирается на манер конструктора Lego, формируя структуры заранее определенной формы. Модифицировав эту процедуру, ученые получили гидрогель, который демонстрировал совершенно удивительные и неожиданные механические свойства: он оказался жидким настолько, что тек не хуже плотной жидкости. Однако стоило добавить воды — и он принимал изначальную форму, одну и ту же каждый раз. «Такого мы не планировали», — признается профессор Лю.
Изучив образец странного материала под электронным микроскопом, ученые обнаружили, что состоит он из мельчайших, около 1 мкм в диаметре, «клубков» из спутанных нитей ДНК. Более длинными нитями клубки эти связаны друг с другом, так что вся эта структура ведет себя, словно резиновая: очень легко растягивается, мнется и деформируется, однако после снятия воздействия возвращается к первоначальной форме. Ученые собирали из них структуры в форме различных букв, которые превращали в аморфную жидкость, а затем погружали в воду и снова получали те же буквы.
Как в точности это происходит — еще предстоит выяснить. Пока ученые предполагают: дело все в том, что силы, удерживающие форму структуры гидрогеля, так малы, что легко преодолеваются поверхностным натяжением остатков воды на ней и гравитацией. Однако в воде поверхностное натяжение оказывается нулевым, и одна гравитация не может сделать материал жидким, он снова возвращается к своей форме.
По пресс-релизу Cornell University