Согласно пророчествам футурологов, по нашим организмам давно должны ползать микророботы, удаляя холестерин и вообще наводя порядок. Опытные образцы даже появились на свет — один робот уже научился перемещаться по кишкам, снимая пейзаж на видео.
Но у этих машин есть проблема: по меркам микромира они огромны. И в медицинских целях, и в научных есть иногда потребность манипулировать предметами размером с атом. Тут могут пригодиться так называемые «молекулярные машины», которые появились в 1964 году и все это время эволюционировали, пока мы меняли дискеты на флешки, наивно полагая, что это и есть прогресс.
Суть молекулярной машины в том, что она состоит из отдельных молекул (то есть название — не метафора). И главное ее отличие от обычного вещества — в способе, которым части молекулы крепятся друг к другу. Обычно группы атомов в молекуле соединяются химической связью. Например, электронные облака одних атомов соединяются с электронными облаками других — так получается ковалентная химическая связь.
Но в 1964 году Готфрид Шилл и Артур Люттрингхаус соединили две молекулы, имевшие форму колец, просто продев их одну в другую на манер звеньев в цепи. Получилось новое вещество — катенан. В нем части молекулы скрепляются без всякой химии, чисто механически. А значит, им легче двигаться относительно друг друга, как на шарнирах. После Шилл придумал еще одну механическую молекулу — ротаксан. В ней на цепочку колец надето более крупное молекулярное кольцо.
Когда ученым в руки попадает новая молекула, они, конечно, желают ее покрутить и рассмотреть. В ходе такого изучения француз Жан-Пьер Саваж заставил кольца катенана вращаться. А в 1991-м американец Фрезер Стоддарт смог передвинуть кольцо в молекуле ротаксана по цепочке-оси туда и обратно. Для этого он воздействовал на молекулу теплом или светом — отдельные ее части сокращались-растягивались, и вся она приходила в движение.
Тут стало ясно, что из новых механических молекул можно строить нечто подвижное и полезное. Стоддарт вскоре создал молекулярный микроподъемник на базе молекулы ротаксана, а его голландский коллега Бернард Феринга — мотор с винтом из молекул бис-хелицина, соединенных осью.
Медицина здесь не единственное применение. Молекулярные машины могут соединять, разъединять и перетаскивать с места на место другие молекулы и отдельные атомы. А значит, микроэлектроника и синтез новых веществ выходят на новый уровень. Это, считай, какая-то новая химия рождается у нас на глазах.
