ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 43
Скачиваний: 0
Чтобы увидеть все это, не понадобятся ни охлаж дение жидким азотом, ни дорогая система, формиру ющая изображение на экране электронно-лучевой трубки. Однако и это не все. Заменяем в тепловизоре жидкокристаллическую пленку, воспринимающую ин фракрасные лучи, иной, чувствительной к ультрафио летовым излучениям, и на этом новом экране возника ют образы другого невидимого мира, который находит ся в ультрафиолетовой зоне спектра.
Возможно, именно такими — простыми по устрой ству, дешевыми и удобными в эксплуатации — будут аппараты «заспектральиого видения», созданные на основе жидких кристаллов. Сегодня таких аппаратов еще нет. Подождем до завтра.
Те жидкокристаллические аппараты, которыми уже располагает наука, помогают совершенствовать инф ракрасную оптику, улучшать структуру и повышать мощность лазерного светового пучка. В настоящее время разработан ряд метрологических приборов на жидких кристаллах. Метрологи — служители божест ва по имени Точность — доверили жидкой радуге не только визуализировать тепловые лучи, используемые в современной технике, но и измерять их характери стики.
ПЛЮС ДЕВЯТОЕ ЧУВСТВО
В ПОИСКАХ ШЕСТОГО
Человек не способен долго удовлетворяться тем, что имеет, чего достиг. Так уж ом устроен. Самая бур ная радость — на пять минут. Ну, в исключительных случаях, при уникальной предрасположенности к жизнерадостности — на пять часов. А там опять не
удовлетворенность, новая |
цель вдали и стремление |
к ней. |
«Что имеем — не храним»... |
«Счастье — в борьбе», |
Вот формулы, довольно точно отражающие особенно сти человеческой натуры. Женщина, пользующаяся одними и теми же духами, не замечает их. Чтобы она снова смогла окунуться в волны аромата, нужна сме на запаха. Схватив что-нибудь рукой, лишь первые мгновения чувствуешь, чем обладаешь: неподвижный предмет в неподвижной ладони неощутим. Человече ский глаз в принципе не может видеть, если ничего не происходит, ничто не меняется, не движется. Чтобы здоровые люди не превращались время от времени в слепых, природа заставила глаза непрерывно двигать ся — незаметно дрожать.
Охота к перемене мест, впечатлений, ощущений — неистребимое свойство каждого человека, основа его постоянной неудовлетворенности сделанным, достигну тым, обретенным. И конечно же неудовлетворенности собственной персоной. Надо ли поэтому удивляться,
55
что человек все время ищет в себе какие-то дополни тельные возможности и неиспользованные резервы для более активной деятельности на просторах пла неты.
Весьма огорчает его, к примеру, то, что он распола гает всего лишь пятью чувствами — зрением, слухом, осязанием, обонянием и вкусом. Судя по художествен ной литературе прошлого, люди неустанно пытались отыскать хотя бы еще одно — шестое чувство. Одни считали, что шестым должно быть чувство ритма. Для других гораздо важнее было чувство будущего, для третьих — способность ориентироваться во мгле. Чет вертые утверждали, что человеку необходимо видеть сквозь непрозрачное.
Тем временем физиологи и в самом деле обнару жили шестое чувство. Но оно оказалось совсем не тем, о котором мечтали неспециалисты: это было чувство равновесия. Нашли и седьмое, мышечно-суставное
56
чувство, выделили рецепторы, контролирующие дви жение частей нашего тела. И опять не то.
Как же расширить человеческие возможности вос приятия внешнего мира? Как научиться ощущать не ощутимое? Видимо, не физиологам надо вести поиски, а инженерам, и не внутри человеческого организма, а вне его.
Однако не только создать совершенно новые рецеп торы или органы чувства, но и скопировать старые, «серийно выпускаемые» природой «ощущающие уст ройства» (а это зачастую очень нужно) так непросто! Рецепторная слуховая клетка, например, воспринима ет такие колебания барабанной перепонки, амплиту да которых не достигает и миллиардной части милли метра (это расстояние сравнимо с диаметром атома). Зрительная клетка реагирует на один-единственный фотон, обонятельная — на несколько молекул пахучего вещества.
Ничего подобного люди сделать не в состоянии. И надо ли делать? Не проще ли воспользоваться гото вым— тончайшим механизмом, созданным природой, на этот раз неживой.
ПРИСТАВНЫЕ ОЩУЩЕНИЯ
Читатель, конечно, догадался, куда клонят авторы. Совершенно верно — к жидким кристаллам. Да и как не клонить! Чувствительность человеческой кожи не выдерживает никакого сравнения с тепловым «осяза нием», которым они обладают. Применяя термоцвет ные пленки, мы ведь, по сути дела, заменяем наши естественные тепловые рецепторы искусственными, но остро и точно чувствующими. Когда, сфокусировав на этой пленке «черные лучи», мы видим мир в инфракра
57
сном свете, разве это не значит, что жидкие кристаллы подарили нам желанное, деятельное и активное, ше стое или, считая по порядку, восьмое чувство — спо собность видеть в темноте?
Но способности жидких кристаллов этим не ограни чиваются. На столе лежит та самая черная пленка, которую используют для обнаружения теплового ри сунка на теле человека. Проведем по ней с легким на жимом металлическим стержнем. На пленке появится, исчезая на глазах, коричневый след. А если нажать по сильнее? След станет красным. Еще сильнее — зелено ватым. Итак, жидкий кристалл реагирует на давление, причем в зависимости от силы воздействия меняется цвет.
Значит, анизотропные жидкости обладают способ ностью к «осязанию»? Именно так! Специально подби рая состав жидкокристаллической смеси, можно до биться довольно высокой чувствительности пленки — она будет «замечать» даже легкое прикосновение. Уже сегодня возможно приготовлять смеси, которые реаги руют на давление и сдвиг силой 0,02—0,06 грамма на квадратный миллиметр.
В связи с этим интересно привести цифры, характе ризующие осязательные способности человеческой ко жи. Порог тактильной чувствительности (т. е. мини мально ощутимого давления) плотных участков подош вы— 250 граммов на квадратный миллиметр, кожи на пояснице — около 50, на кончиках пальцев рук — 3 грамма на квадратный миллиметр. Вершина остроты восприятия прикосновений — кончик языка — 2 грам ма. Чуткость «осязания» жидких кристаллов в 30—100 раз выше. Значит, если надо что-то пощупать в опас ном или не очень удобном месте, жидкокристалличе ский тактильный датчик справится с делом гораздо ус пешней.
58
И. М. Сеченов назвал осязание «чувством, парал лельным зрению». Аристотель утверждал, что осязание древних организмов развилось у их потомков во все остальные виды ощущений. Французский фило соф Этьен Бонно де Кондильяк возвел осязание в ранг учителя всех чувств.
Жидкий кристалл словно создан для того, чтобы иллюстрировать высказывания этих трех мыслителей. Нанесенный на предметы, он замечает колебания, сиг нализируя о них переменой цвета, т. е. делает видимой вибрацию деталей. Отсюда лишь шаг до восприятия звука: ведь звук — это тоже колебания среды. И дей ствительно, анизотропные жидкости откликаются на акустические волны, визуализируют их, превращают в зрительные сигналы.
Тут опять-таки интересно прибегнуть к цифрам. Исследования последнего времени показывают, что даже существующие, а не специально для этого раз работанные жидкокристаллические вещества реагиру ют на акустическое воздействие в интервале частот от нескольких герц до нескольких миллионов герц. Много это пли мало?
Человеческое ухо способно воспринимать частоты примерно от 20 до 20 тысяч герц в секунду. Все, что лежит за этими пределами — или инфразвук, или уль тразвук. Следовательно, «жидкокристаллическое ухо» слышит не только то, что человеческое, но и, кроме того, инфра- и ультразвуки. Нет сомнения ь том, что специ альные изыскания в мире кристаллических жидкостей позволят еще более расширить диапазон звуков, кото рые будет слышать и превращать в цветные узоры это
«ухо».
Итак, жидкие кристаллы способны быть аналогами трех органов чувств — осязания, зрения и слуха. Иногда они обладают явно «сверхчеловеческими спо
59
собностями». Скажем, вполне возможно сконструиро вать на основе жидких кристаллов прибор, который будет следить за запахом питьевой воды и поднимать тревогу при отклонениях от нормы. Ведь жидкие кри сталлы, по последним данным, чувствуют ничтожные (одна часть на миллион) примеси различных паров и газов к воздуху и воде. Даже самое малое количество паров или химических примесей способно подейство вать на оптические свойства жидкой радуги и изменить ее цвет.
Борьба с загрязнением окружающей среды ставит перед наукой и практикой немало важных и трудных проблем. Среди них — контроль за состоянием воздуш ного бассейна городов, промышленных и транспортных центров. Чтобы такой контроль был надежным и эф фективным, в разных точках города или района необ ходимо периодически (а лучше непрерывно) забирать пробы воздуха и делать качественный и количествен ный анализ атмосферных примесей. Только так можно точно установить, какие предприятия пытаются прев ратить воздушный бассейн в свалку газообразных и аэрозольных отходов, следить за общим уровнем за грязнения городской атмосферы и в случае возникно вения опасной ситуации своевременно принимать не обходимые меры.
Однако осуществлять такой контроль старыми спо собами— дело трудновыполнимое: необходимо содер жать рать лаборантов, целое производство, способное быстро делать многочисленные и многообразные анали зы. Обойти эту трудность в Москве, Ленинграде, Ки еве пытаются с помощью сети автоматических контро- леров-газоаналнзаторов. В Ленинграде планируется создать централизованную систему получения инфор мации о загрязнении городской атмосферы. Но решение этой идеи упирается в сложность приборов-газоанали-
60
заторов, их малые возможности (наблюдение ведется за ограниченным количеством загрязнителей).
Не придут ли на помощь задымленным городам жидкокристаллические «нюхающие» приборы? Созда ние таких чутких «носов-автоматов», как утверждают специалисты, — вопрос сугубо технический. Конечно, потребуются люди, материалы, время. Но научной проблемы здесь уже нет.
Итак, какое же из пяти человеческих чувств оста лось вне компетенции жидких кристаллов? Вкус.
Мир ароматов богат и разнообразен. Химия давно справилась с проблемой расшифровки и воспроизведе ния нежнейших запахов, например цветочных, и мно гие из них умеет создавать искусственно. Именно так получают прекрасные духи. Гораздо более сложными оказались на первый взгляд грубые пищевые запахи. Скажем, одна и та же котлета, в зависимости от того, как она приготовлена — на каком масле, при какой
61