Когда магниты быстрее процессоров, а молекулы начинают «жить»

Первая сессия «Физика. Химия. Новые процессы и материалы» форума «Наука будущего — наука молодых» открылась двумя яркими выступлениями, которые показали, что будущее технологий рождается не только в кремниевых чипах, но и в молекулах, способных вести себя как живые существа.
Заместитель директора НИИМФ СГУ, в 2023 году руководитель лаборатории спин-орбитроники, созданной по программе мегагрантов в ДВФУ, Александр Садовников рассказал коллегам о новом направлении физики — функциональной магнонике.
Учёный начал выступление с простого вопроса аудитории:
«Если разделять магнит до самого крошечного кусочка, останутся ли полюса? Квантовая физика показала, что да — этот минимальный "магнитик", сожительствуя с себе подобным, становится квазичастицей – магноном»,
— отметил спикер.
Сначала магнитные материалы использовались только для хранения информации (так работали дискеты и жёсткие диски). Но в последние десятилетия физики доказали: наноразмерные магниты способны обмениваться данными и формировать квантовые состояния — магноны, и именно это дало старт магнонике.
Почему это важно? У магнонов есть много путей связи друг с другом на частотах — это в сотни раз выше, чем у процессоров в смартфонах. Потенциал магноники — десятки и сотни гигагерц, против нескольких гигагерц у современной электроники.
Учёный Федерального исследовательского центра проблем химической физики и медицинской химии РАН Денис Анохин посвятил свой доклад молекулам, которые ведут себя «почти как живые».
Исследователи научились синтезировать структуры нанометрового размера, напоминающие искусственные вирусы. Эти молекулы реагируют на изменения среды: чувствуют кислотность, температуру, подстраиваются под новые условия. Такой «ответ» на внешние раздражители — это важный признак жизни, и теперь он доступен и для искусственных объектов.
Лектор сравнил эту работу с игрой в лего: как кубики складываются только в определённом порядке, так и молекулы образуют устойчивые комплексы «ключ-замок». Благодаря слабым связям система может легко разрушаться и собираться заново — именно это делает её адаптивной.
«Мы показываем, что даже простые химические молекулы, особым образом организованные, способны демонстрировать поведение, близкое к живым системам»,
— подчеркнул Денис Анохин.
Практическое применение впечатляет: новые материалы можно использовать для доставки лекарств и персонализированной медицины. Под каждого пациента можно будет подобрать систему, которая адаптируется именно к его организму.
Текст: Альфия Тимошенко, СГУ имени Н.Г. Чернышевского
Фото: Дмитрий Ковшов, СГУ имени Н.Г. Чернышевского
➡️Наука будущего - наука молодых
#наукамолодых #наукабудущего #НБНМ #конкурсНИР #медиакод #Десятилетиенауки #МинобрнаукиРоссии #Популяризациянауки