Файл: Васин, М. Д. Жидкая радуга.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 01.11.2024

Просмотров: 43

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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