Но, как оказалось, это не все: наномир предложил нам еще один вид «антиструктуры» — регулярно отсутствующей структуры. Аморфное состояние — это как бы почти кристаллическое состояние, но испорченное — со множеством дефектов, нарушающих дальний порядок. Дефекты расположены нерегулярно, что определяет многие свойства. А что, если расположить такие дефекты не случайным, а регулярным образом, построить кристалл наоборот — «структурные дефекты» расположить регулярно, благодаря чему атомы не будут иметь дальнего порядка, как в кристалле, да и ближний порядок будет иным, не кристаллическим. Такой материал — квазикристаллы — был создан в 1984 г.[34] В квазикристаллах, как и в аморфных телах, в расположении атомов нет дальнего периодического трансляционного порядка, присущего кристаллам. Однако в упаковке атомов есть дальний ориентационный порядок, который есть в кристаллических, но отсутствует в аморфных структурах. Причем этот ориентационный порядок характеризуется осями симметрии пятого, седьмого и десятого порядка, запрещенными для обычных кристаллов[35] (см. рис. 2.3).

Такие материалы — хорошие изоляторы: как электрические, так и тепловые, и потому, по-видимому, будут широко востребованы промышленностью. Но многие другие свойства материалов с подобной структурой могут быть неожиданными, прежде всего каталитические и связанные с ними биологические свойства.

В неживой природе — до создания квазикристаллов — не было материалов с симметрией пятого порядка. Вместе с тем в живой природе, а именно в растительном мире, она широко распространена. Встречается она и в животном мире. Хорошо известны примеры: морская звезда и панцирь морского ежа. Это означает, что в биологических механизмах такая симметрия заложена.

Таким образом, не исключено, что квази кристаллы могут проявить неожиданные биокаталитические свойства — быть агентами, запускающими или тормозящими биологические процессы и механизмы, в том числе нежелательные.

В современном промышленном животноводстве, птицеводстве и рыбоводстве при интенсивных технологиях выращивания животных, в нарушение технологических регламентов, часто прибегают к незаконному использованию гормональных стимуляторов роста.

Кроме того, вполне законно добавляют в корм животным антибиотики, которые, помимо терапевтического и профилактического применения, стимулируют рост животных.

И это не проходит безболезненно для человека. Одно из последствий — акселерация. Конечно, у акселерации может быть несколько причин, в том числе не связанных с тем, о чем говорим мы. Но одной из возможных ее причин все же называют содержащиеся в мясе и молоке животных гормоны и антибиотики. Акселерация не безобидна. Это не только высокий рост. Сдвинулись сроки полового созревания. Так, возраст наступления менструаций в XX в. уменьшался каждые 10 лет примерно на четыре месяца и в 1974 г. составил в среднем 12,7 лет. Происходило ускорение развития вторичных половых признаков. Половые девиации стали предметом начальной школы.

Ускорение биологического развития может не сопровождаться одновременным ускорением социального созревания (и надо отметить — не сопровождается), что создает определенные сложности в становлении личности. Это может принимать такие крайние формы, как ранняя склонность к суициду. Сегодня суицидальный возраст составляет всего 12 лет.

Такова цена ненамеренного искусственного стимулирования или, напротив, замедления естественного хода биологических процессов. И среди возможных агентов такового — биологически активные наноструктуры.

Риск недостаточности знаний в области свойств структур низкой размерности.

Риск непредвиденных биологических и биокаталитических свойств сложных наноструктур.

Структуры — это то, что нам дает гораздо большие возможности, чем материалы. И с этими возможностями связаны дополнительные риски. Среди них — риск несвободы.

Информационные технологии уже дали нам примеры контроля за личностью. С появлением нанотехнологий такой контроль имеет шанс стать тотальным. Нанотехнологии предлагают нам новые устройства контроля, принципиально превосходящие возможности видеокамер и других современных электронных средств. Об этом и пойдет речь.

На принципах структурного соответствия построены многие механизмы распознавания. Простейшим примером такого распознавания являются датчики дистанционного определения наличия наркотиков или взрывчатки по микроследам в воздухе. Основой такого датчика являются уже упоминавшиеся молекулы-дендримеры, на кончиках ветвей которых находятся активные группы (молекулы), реагирующие на наличие определенных примесей. Вся эта конструкция немного похожа на нерв[37] — химическое возбуждение (взаимодействие активной группы с примесью) приводит к электрическому возбуждению. Чувствительность таких молекул-датчиков поистине удивительна — до 10^-14 молей в кубическом сантиметре.

Про такой датчик сложно сказать — это все еще материал или это уже устройство? Сам материал — за счет структуры дендримера — представляет собой распределенное устройство.

Такой датчик уже создан. Он имеет многочисленные практические применения. Он, безусловно, обеспечивает безопасность, например, при контроле в аэропортах, и не только пассажиропотока, но и грузов.

Но с модификацией активных групп, прикрепленных к веточкам дендримера и способных различать определенные «запахи», он может определять многое другое. Например, не лежит ли у вас в кармане колбаса, содержащая излишнее количество крахмала.

Контролировать можно многое. Можно, например, на расстоянии и незаметно для вас определить, не переодетая ли вы женщина (мужчина), ведь феромоны — и не только феромоны — мужчины и женщины различны.

Чтобы контролировать тот или иной «запах», важно только найти и обеспечить соответствующую «специфичность», найти те молекулы, которые мы прикрепляем к веточкам дендримера. Специфичность — это как ключ к замку: должен подходить. То, что мы проверяем, — молекулы-ключики. Наш датчик — дендример с молекулами-замочками на концах ветвей. Ключик подошел — есть сигнал, не подошел — нет сигнала.

Удивляться всему этому не надо. Контролируют же в аэропортах при эпидемиологической опасности — абсолютно незаметно для нас — нашу, возможно, повышенную температуру, да и принцип-то, в общем, тот же.

Нанотехнологии предлагают нам и такую возможность, как биочип. Биочип — это матрица с нанесенными молекулами белков, нуклеиновых кислот, биомакромолекул или биоструктур для одновременного проведения большого числа анализов в одном образце. Здесь молекулами-замочками служат биомакромолекулы и биоструктуры. А что если совместить принцип датчика на дендримере с биочипом? Можно получить биочип из дендримерных датчиков. Такое или приблизительно такое устройство сегодня разрабатывают. И есть все основания полагать, что оно не только возможно, но и будет относительно скоро реализовано. Называется такое устройство «искусственный нос». Собственно, это и есть нос — наш нос, как и нос собаки, устроен на схожем принципе. Только искусственный нос может быть на порядок чувствительнее носа собаки и различать такие запахи, которые для носа собаки и человека вовсе безразличны — ну не нужны они были ни человеку, ни собаке в процессе эволюции. Мы не знаем, как пахнет азот, как пахнут водород и кислород, как пахнут метан в угольных шахтах и пропан в бытовых газовых горелках. Не забывайте: чтобы мы чувствовали запах бытового газа, в него добавляют специальные ароматизаторы.