Немного обо всем, или все о немногом

Чудеса Орландо

Орландо – это место чудес, поскольку именно в этом флоридском городке расположен парк «Диснейленд». Недавно в Орландо состоялось ежегодное собрание Американского химического общества, где было заслушено много интересных сообщений. Одно из них касается модного ныне Интернета.
Возможности Интернета в настоящее время сдерживаются «узкими местами» в виде джозефсоновских контактов, с помощью которых свет преобразуется в электричество. Электроны намного массивнее фотонов, да к тому же они испытывают электрическое сопротивление своему перемещению, что сильно затрудняет передачу информации по сети (потратить два часа на «скачивание» – в порядке вещей для полуторачасового фильма!).
Франсиско Раймо из Майамского университета предложил отказаться от фотон-электронного «интерфейса». Решая эту задачу, он использовал широкораспространенные органические вещества: антрацен, нафталин и тетрацен. Все они флюоресцируют, испуская свет разной длины волны. Кварцевая ячейка со смесью этих соединений позволяет разложить приходящий свет на три луча, благодаря чему можно вести три телефонных разговора одновременно.
Вторая ячейка содержит раствор спиропирана. Молекула спиропирана имеет три конформации: одну — при видимом свете, другую — после освещения ультрафиолетом и третью — в присутствии ионов водорода, т. е. при закислении среды (снижение рН). Эти три конформации поглощают свет различной длины волны. Поэтому вторая кювета способна «блокировать» или пропускать лучи, которые приходят из первой кюветы.
Видимый свет генерирует конформацию спиропирана, которая поглощает первый из трех пришедших лучей, пропуская второй и третий. Таким способом блокируется первый телефонный разговор, а два других могут вестись. Освещение ультрафиолетом порождает конформацию, которая прерывает второй телефонный разговор, не влияя на первый и третий. Наконец, при закислении оказываются возможными лишь первый и второй телефонные разговоры. Подобная игра света и тени позволяет управлять потоками информации в обход электронных «пропускных пунктов».
С помощью такой комбинации двух кювет – с тремя веществами и одним «индикатором» – осуществляется контроль пропускаемых попарно пучков в каждый данный момент времени. Раймо уверен, что нечто подобное можно будет создать и на молекулярном уровне и тем самым открыть неслыханные перспективы миниатюризации как интернетовских, так и телефонных сетей.
Но, трезво рассуждая, он видит сегодня одно довольно сложное препятствие, состоящее в том, что в будущем при решении технологических задач придется столкнуться и с чисто химической: отказаться от использования кислот. Необходимо будет решить и нанотехнологическую задачу, заключающу- юся в том, чтобы найти способ изготовления проводников из отдельных молекул.
Поскольку инженеры потребуют твердых чипов (микросхемы, интегральные схемы), необходимо будет также разработать методику включения химических реагентов в кристаллическую кремниевую (или какую-то другую) подложку. Если все эти задачи удастся решить, то мы получим всемирную оптическую сеть – без электрического сопротивления, без потерь энергии и битов информации и без колоссальных счетов за пользование Интернетом.

Материал подготовил
И.Э.ЛАЛАЯНЦ
(New Scientist, 2002, № 2339, p. 23)