Идея – двигатель прогресса: от изготовления деталей – к производству новых материалов


Идея – двигатель прогресса: от изготовления деталей – к производству новых материалов. Часть 1

Молекула ДНК. Фото: new.kafanews.comМолекула ДНК. Фото: new.kafanews.com Часть1.

Идея – двигатель прогресса. Эта довольно расхожая фраза, тем не менее, действительно указывает на одну из составляющих научно-технического развития. Довольно любопытно проследить на отдельных примерах, как вновь возникшая идея перерастает в масштабную теорию или воплощается в значимых технических решениях, рождая новые науки и отрасли производства.

Здесь мы не берем на себя смелость провести анализ того, каким образом идея выступает в роли двигателя, а приведем лишь факты, демонстрирующие влияние этой её роли на прогресс в определенной технической сфере.

В недалеком прошлом (1926 г.) выдающийся русский металлург П. Г. Соболевский предложил оригинальную идею по изготовлению деталей машин. Он вместо традиционной многоступенчатой технологии, состоящей из выплавки стали, проката, производства металлических заготовок и т. д., предложил новую, укороченную – автоматизированный процесс прессования и спекания металла в виде порошка.

Идея Соболевского легла в основу так называемой порошковой металлургии , которая исключает не только плавку, литье металла, но и его механическую обработку на соответствующих станках, что резко снизило отходы металла в виде стружки. Эта идея привела к прогрессу не только в металлургии, но и в машиностроении, затронула ряд других отраслей промышленности.

Первоначальная идея упрощения изготовления деталей машин в дальнейшем получила применение в следующих областях: в электро- и радиотехнике, электронике (ферриты, полупроводники, резисторы…); в горнодобывающей и инструментальной промышленности (твердые и сверхтвердые материалы); в авиации, космической технике и ядерной энергетике (теплоизоляционные, антикоррозийные материалы…) и др.

Обогащаясь новыми идеями, идея порошковой металлургии, вышла на новый уровень применения – производство материалов, а именно: способствовала появлению нового класса материалов – композитов. Эти материалы получены путем армирования металлической порошковой массы неметаллическими компонентами, например различными органическими наполнителями. Так с помощью композитных материалов стало возможно изготовление специальных медицинских инструментов, обладающих необходимой прочностью и гибкостью.

На следующем этапе идея порошковой технологии несколько видоизменилась, реализуясь в виде металлического порошкового напыления, с помощью которого удалось повысить износостойкость и антикоррозионные свойства металла. Потребность в увеличении эффективности порошкового напыления и расширения сферы его применения стимулировала к появлению новых плодотворных идей, воплотившихся в разработке так называемых газотермических технологических процессах, основанных на вакуумных методах нанесения покрытий.

Можно продолжить путь развития идеи порошковой металлургии. Её «дитя», идея вакуумного метода нанесения покрытий, стала причиной возникновения парафазной технологии, в которой создаются материалы-сэндвичи: они состоят из тонких чередующихся слоев вещества. На основе этой технологии производятся электроннолучевые трубки, интегральные схемы, сверхпроводящие и магнитные тонкие пленки, фотосопротивления и т. д.

Затем идея порошковой металлургии с повышением уровня технологий переросла из процесса покрытия в процесс внедрения «порошка» в поверхностный материал, что называется «ионной имплантацией». Идея этой технологии состоит в том, что на обрабатываемую поверхность направляются потоки ускоренных ионов и плазмы, и в результате происходит не образование покрытия, а внедрение частиц испаряемого материала (например, азота) в её верхние слои. Такая технология упрочнения материалов получила применение, в частности, в автомобильной промышленности. Но и это далеко не последняя ступень развития исходной идеи.

Хочется надеяться, что приведенный пример расширения и преобразования, казалось бы, узконаправленной идеи, но имеющей элемент актуальности и содержащей побудительный стимул для творческой личности, в определенной степени демонстрирует непрерывный процесс обогащения и влияния идеи на научно-технический прогресс.

Вернуться к началу

Идея – двигатель прогресса в области молекулярной биологии. Часть 2.

Иногда появлению выдающейся идеи предшествует ряд изобретений, открытий, выступающих в роли её фундамента или катализатора. Так идее, способствующей настоящей революции в молекулярной биологии, послужили открытия ДНК и ревертазы.

В 1896 году швейцарский биохимик Фридрих Мишер впервые сделал биохимический анализ клеточных ядер, в результате которого им было выделено вещество «нуклеин», позже названное нуклеиновой кислотой, а ещё позднее дезоксирибонуклеиновой кислотой или сокращенно ДНК. Собственно ДНК и легла в основу великой идеи , о которой речь пойдет дальше.

И только в 1994 году американский исследователь Эвери, заинтересовавшись ДНК, сделал величайшее открытие : ДНК отвечает за передачу и хранение наследственной информации. Это открытие всколыхнули научные круги.

Под воздействием дерзкой идеи о возможном существовании особых физических закономерностей живого организма, биологией заинтересовались физики. Дальнейшие исследования структуры ДНК позволили получить модели части спирали ДНК (физики Д.Уотсон и Ф. Крик). Идея не замедлила дать свои результаты, и была выведена единица наследственности – геном, как часть ДНК, руководящая биосинтезом белков.

Но ДНК находится в ядре, а биосинтез происходит в цитоплазме клетки, в рибосомах. Как информация поступает к рибосомам? Было установлено, что переносчиком закодированной информации от ДНК к рибосомам является информационная рибонуклеиновая кислота (РНК). Белковая молекула синтезируется по РНК, как по своеобразной матрице.

Идея буквально витала в «воздухе молекулярной биологии», и в 1970 году два американских ученых (одновременно и независимо друг от друга), Д. Балтимор и Х. Темин, сделали выдающееся открытие. Они показали, что с помощью особого фермента, ревертазы, может происходить обратный процесс переноса информации, то есть от РНК к ДНК.

Это открытие сыграло наиважнейшую как теоретическую, так и практическую роль в области формирования центрального постулата молекулярной биологии, проблемы злокачественного роста клеток и генной инженерии.

Таким образом, благодаря открытию ревертазы, центральный постулат молекулярной биологии, гласящий, что информация всегда направлена от ДНК к синтезируемой на ней РНК, а последняя, в свою очередь, служит матрицей для синтеза белка, претерпел серьезные изменения.

В общем случае информация может поступать как от ДНК к РНК, так и от РНК к ДНК. Разностороннее исследование свойств ревертаз, выделенных из разных опухолеродных вирусов, предоставила возможность ученым для поиска путей борьбы с бичом человечества – раком.

Самой впечатляющей идеей 70-ых готов прошлого века была идея, разработки методики синтеза гена в пробирке. Искусственное получение гена позволило конструировать микроорганизмы с новыми неизвестными природе сочетаниями потомственных признаков. Так было положено начало генной инженерии – продукту прогресса биотехнологии.

Назовем лишь пару уникальных достижений в области генной инженерии.

Получен опытно-промышленным путем медицинский препарат интерферон, для получения которого ранее требовалась донорская кровь, что не позволяло изготавливать его в достаточных количествах.

Эффективно решена проблема с инсулином. Получаемый ранее для лечения диабета животный инсулин в ряде случаев вызывал тяжелые аллергические реакции. Идея синтеза инсулина человека, реализованная с помощью генной инженерии, в значительной степени облегчила участь больных диабетом.

Вернуться к началу



























































































































Если Вам понравилась статья, не забудьте поделиться в соцсетях

Вас также может заинтересовать:

  • Ископаемое будущего
  • Опомнитесь, люди, что вы делаете c природой…!?
  • Тайна самоочищающегося лотоса
  • Скептики предупреждали
  • Cамолет на солнечных батареях поднялся в воздух


  • Top