Промышленность в одном шаге от того, чтобы стать на новые рельсы. Все на свете сможет производиться путем синтеза. В лабораториях Манчестерского университета (University of Manchester) была разработана сложнейшая молекулярная машина, имитирующая формирование молекул в природе.

Создана она была группой из Химической Школы (School of Chemistry) во главе с профессором Дэйвом Леем (Dave Leigh). На сегодняшний день это самая совершенная из существующих в мире молекулярных машин. Результаты исследования были опубликованы журналом Science. По всей видимости, в будущем не только энергетика станет иной, но и промышленность приобретет новый облик.

Профессор Лей поясняет детали созданного им и его группой устройства (если это можно назвать устройством, скорее это принцип):

«Создание этой машины, использующей конструкцию из молекул для синтеза других молекул, подобно созданию конвейеров на автозаводах. Такие машины способны в значительной степени удешевить процесс создания молекул и сделать его более эффективным. Это сулит выгоды в различных сферах производства, переводя создание изделий на молекулярный уровень. Например, сейчас мы модифицируем нашу машину таким образом, чтобы она могла производить такие лекарства, как пенициллин».

В качестве основы этой машины выступила молекула ротаксана. Ротаксаны – класс веществ, молекулы которых состоят из двух частей – «оси» и надетого на неё «колеса», между которыми нет жесткой химической связи. Молекула не распадается благодаря геометрическим параметрам «оси», не позволяющей «колесу» слететь с неё. Длина машины составляет всего несколько нанометров. Увидеть ее можно только с помощью специального инструмента. В будущем это маленькое устройство может породить огромное множество молекулярных фабрик, на которых все будет производиться на уровне мельчайших частиц, используя информацию о строении молекул.

Машина профессора Лея представляет собой миниатюрнейший круг, подхватывающий нанокирпичики и соединяющий их в нужном порядке. Эта карусель рождает новые молекулы. То есть, функционирует она по принципу рибосомы. Конечно, молекулярная машина Лея не способна заменить рибосому. Ротаксан может синтезировать только короткие цепочки аминокислот – пептиды, но не полноценные белки. Рибосома присоединяет 15–20 аминокислот в секунду, а её примитивный искусственный аналог может потратить 12 часов на присоединение одной аминокислоты.

Впрочем, ротаксаны Лея вполне могут взять числом – запуск 1018 таких машин позволяет синтезировать десятки миллиграмм пептидов. Еще одно существенное отличие – рибосома в процессе трансляции «считывает» информацию с мРНК, не повреждая её, а «ось», задающая последовательность аминокислот для ротаксана, по сути, является одноразовым носителем информации.

По словам ученого, следующим шагом станет создание таких молекул, которых ранее не существовало, которых нет в природе и которые станут порождением человеческого разума.