Страница 37 из 54
1. Искушение мельчайшим
Премия Джеймсу Гимжеескому из фирмы IBM — «Молекулярный абак».
С тех пор как были открыты фуллерены — молекулы из десятков атомов углерода, похожие на футбольный мяч,— ученые усиленно искали им применение. Впервые это удалось изобретателю из исследовательской лаборатории фирмы IBM в Цюрихе. Началось все с того, что он с коллегами работал с очень чувствительным сканирующим туннельным микроскопом. Его пробный щуп столь тонок, что им можно перекатывать отдельные атомы и, скажем, выложить буквы IBM из сильно охлажденных атомов ксенона. После атомных забав Гимжевский решил построить атомный абак — это счеты древних арабов, только сделанные из десяти рядов фуллеренов по десять штук в каждом. Для перемещения «костяшек» использовался тот же щуп микроскопа.
Пока это всего лишь детская игрушка, но такое простейшее приспособление показывает, до какого мастерства дошли экспериментаторы. Теоретики же предполагают, что подобный абак может запасти в миллиард раз больше информации, чем обычный компьютерный чип.
Премия Надриану Зееману из университета в Нью-Йорке - «Произвольные структуры из нитей ДНК».
Когда ученые создадут механизмы молекулярного размера, то миниатюрные роботы станут путешествовать по вашим кровеносным сосудам и излечивать от самых разных болезней. Конечно, это мечты, но химик Нед Зееман приблизил их осуществление на несколько лет. Работая с ДНК, он сконструировал такие крошечные объекты, что на одном квадратном сантиметре их может разместиться несколько миллионов.
Зееман начал подступать к своей идее микроскопического конструирования еще в 1980 году, обнаружив сложные структуры из четырех ниток ДНК. Тогда пришла мысль, что можно создавать собственные конструкции, «состегивая» одну нитку с другой. Долгое время идея не воплощалась в жизнь, поскольку соединения получались недостаточно прочными и быстро рассыпались. Наконец, в июне 1996 года Зееман придумал, как создавать долговечные двойные соединения: «Теперь мы можем делать из них практически любые формы».
• Марк Фрогатт
• Джеймс Гимжевский
• Нед Зееман
• Сакуи Араи
• Рик Литтлфилд
. Ральф Джеймс
• Эдвуд Норрис
• Кельвин Дрожемайер
• Субхенду Гуха
2. Автомобили и транспорт
Премия Сакуи Араи из компании «Хонда» — «Сверхчистый автомобильный выхлоп».
По данным американского агентства по защите окружающей среды, 80 миллионов американцев дышат слишком грязным воздухом. Главная причина - автомобильные выхлопы. Инженеры из «Хонды» посчитали это вызовом их профессиональному мастерству. «Я думаю, что теперь нам удалось создать самый чистый двигатель внутреннего сгорания, когда-либо существовавший на Земле»,— считает руководитель проекта Сакуи Арам. Когда система проходила испытания на модели «Цивик» в ноябре 1996 года, была единственная проблема: приборы просто не могли зарегистрировать загрязнения — воздух из выхлопа шел чище, чем атмосфера многих промышленных городов.
В моторе подавлен выхлоп окиси углерода, окиси азота и других «гадостей» раз в шестьдесят лучше, чем того требуют американские стандарты чистоты воздуха. Все прежние рекорды перекрыты как минимум в десяток раз. При этом никаких особых жертв зила снижения мощности или уменьшения срока работы не потребовалось, не возросла заметно и розничная цена.
Одна из главных причин успеха — переход на природный газ в качестве горючего. В нем много метана, он горит эффективней бензина и дает существенно меньше углекислого газа. Кроме этого, были созданы специальные компьютерные программы для расчета оптимальной смеси горючее — воздух, сделаны новые инжекторы, усовершенствованы некоторые части мотора для более высокой компрессии и система транспортировки горючего, установлены два каталитических конвертора, а бак сделан из специальных прочных углеродных материалов. Каждое из улучшений дало небольшой результат, а все вместе сложились в настоящее чудо. Серийный выпуск новой машины начался в конце 1997 года.
Из финалистов хочется отметить Кеннета Бакера — вице-президента компании «Дженерал моторе», — разработавшего модель электромобиля с пробегом 150 километров между подзарядками, не уступающего BMW-318 в резвости ускорения.
А это — некоторые из числа «финалистов» конкурса журнала «Дискавер».
3. Авиация и аэрокосмические исследования
Премия Марку Фрогатту из центра НАСА в Лэнгли — «Сенсор из оптических нитей».
Перед тем как сломаться, любая деталь некоторое время работает с избыточным напряжением. Говоря человеческим языком, из последних сил. Марк Фрогатт придумал, как «почувствовать» эту перегрузку практически в любых самолетных и космических конструкциях . Он подметил, что свет по- разному распространяется в свободном и растянутом (или сдавленном) оптическом волокне, и решил этот эффект использовать. Тоненькие нити из таких волокон приклеиваются во всех опасных местах, скажем — по бакам с горючим. Постоянно посылая по ним лазерный сигнал и анализируя его по возвращении, можно судить о нагрузке на детали, к которым приклеены ниш.
Самый интересный «проигравший» проект: Майкл Микки из университета штата Пенсильвания создал ракету, в которой двигатель работает на принципе микроволновой печки. Газ в ней разогревается до нескольких тысяч градусов и вырывается наружу, создавая тягу.
4. Компьютерные технологии и электроника
Премия Рику Литтлфилду из Тихоокеанской национальной лаборатории — «Портативный ультразвуковой облучатель».
Ультразвуковая диагностика известна давно, но использовать ее раньше можно было лишь в стационарных условиях, кроме того, управляться с ней было непросто. Рик Литтлфилд соединил портативный ультразвуковой датчик с удаленным от него компьютером, на экране которого возникает трехмерное изображение просматриваемого участка. Таким образом хирург, не выходя из. больницы, может диагностировать внутренние повреждения солдат, находящихся на поле боя. Для того чтобы водить сенсором по тому месту, где болит, достаточно квалификации ротного фельдшера. Хотя делалось устройство по заказу военного ведомства, очевидно, что ему найдется применение и в сельских районах, удаленных от больниц и врачей.
В этой категории еще двое финалистов достойны упоминания: Нейл Скотт из Стенфордского университета создал систему общения с компьютером для людей с ограниченными двигательными возможностями, а Хомаюн Казерони из Калифорнийского университета сделал робота, умножающего человеческие возможности — при развиваемом нами усилии в один килограмм он поднимает в 25 раз больше.