Растения-золотодобытчики / Aston Martin DB9 Volante
Открытие богатых месторождений золота в Калифорнии в 1848-м году породило первую так называемую «золотую лихорадку»: в надежде на удачу на юг страны потянулись тысячи искателей приключений. Но даже те, кому посчастливилось наткнуться на богатую золотоносную жилу, могли снять с неё только «пенки»: инструментарий старателей был скуден, ограничиваясь киркой, лопатой и ситом, мыть золото приходилось вручную. Понятно, что такая технология по природе своей крайне неэффективна и сопряжена с большими потерями. Сегодняшние методы, применяемые в золотодобывающей промышленности, идёт ли речь о разработке россыпей или так называемых коренных месторождений, базируются на использовании мощной техники и высокоэффективного оборудования. И всё же нет предела совершенству: группа исследователей – представителей разных специальностей и разных стран – взялась за разработку новой, весьма необычной технологии золотодобычи. Главная роль в этой технологии отведена... кукурузе. Крис Андерсон (Chris Anderson), научный сотрудник одного из ведущих вузов Новой Зеландии – университета Мэсси (Massey University), – формулирует эту идею так:
Мы используем растения в качестве насосов. С их помощью мы откачиваем золото из грунта.
Извлекать драгметалл из-под земли на свет божий предстоит не экскаваторам, бульдозерам и прочей добычной технике, а растениям. Впрочем, идея как бы напрашивается сама собой:
Растению для выживания необходима влага, которую оно добывает из почвы. Вместе с влагой оно впитывает и накапливает азот, фосфор, цинк, медь и все прочие элементы, растворённые в грунтовых водах. Если нам теперь удастся растворить и золото, у растения просто не будет другого выхода, кроме как извлекать из почвы заодно и его.
О том, что многие растения обладают способностью накапливать в листьях и стеблях металлы – например, никель, – известно давно. В частности, на золоте «специализируются» хвощи и кукуруза. Именно на последней исследователи и остановили свой выбор. Что касается субстанций, способных переводить золото в раствор, то и они известны с давних времён: это цианиды щелочых металлов. В растворе цианистого калия или цианистого натрия при одновременном доступе кислорода золото образует водорастворимые соединения: цианоаурат калия или, соответственно, цианоаурат натрия. Цианирование как способ извлечения золота из рудного концентрата получило широкое распространение уже в конце 19-го века, в период второй «золотой лихорадки» на Аляске. И вот сегодня Крис Андерсон и его коллеги предлагают засевать золотоносные участки кукурузой, после чего опрыскивать почву раствором солей синильной кислоты:
Мы используем крайне малые дозы таких соединений. Процесс опрыскивания занимает один час, и этого вполне достаточно, чтобы перевести в раствор имеющееся в почве золото. Самое позднее через неделю накопление золота в кукурузе завершается, и наступает пора «уборки урожая», то есть растения скашиваются и перерабатываются.
Переработка заключается в сжигании зелёной массы и химическом извлечении золота из пепла. Первые эксперименты были проведены в 1997-м году в Новой Зеландии. 6 лет спустя опыты из лаборатории переместились под открытое небо – на участок размером 15 на 15 метров на территории одного из месторождений в Бразилии:
Мы получили весьма обнадёживающие результаты. Теперь мы уверены в том, что в принципе наша технология работает: об этом свидетельствуют данные лабораторных анализов. Остаётся выяснить, осуществим ли такой проект на практике. С этой целью нам предстоит провести полевые испытания на участке площадью в 1 гектар. Кроме того, мы должны разработать прототип промышленной установки для извлечения золота из зелёной массы. Чтобы весь этот проект был рентабельным, каждый гектар должен давать урожай в 1 килограмм золота.
Конечно, даже сами разработчики новой технологии не предполагают, что она вытеснит все прочие способы золотодобычи. Однако они уверены, что их метод позволит извлечь последние остатки драгметалла из отвалов вскрышных пород. Перспективной может оказаться и идея прямого использования получаемых из растений наночастиц золота в качестве катализаторов – например, в топливных элементах. Но как бы эффективна и рентабельна ни была новая технология, у неё есть один очень крупный недостаток, и Крис Андерсон это признаёт:
Сами по себе цианиды чрезвычайно токсичны для млекопитающих. Попав в организм, соли синильной кислоты связываются с ферментами тканей, отвечающими за клеточное дыхание, и подавляют их активность, что вызывает почти мгновенную смерть. Растения – совсем другое дело. Для них цианиды – это источник азота, проще говоря, удобрение. Однако мы, конечно, понимаем, что в обращении с этими ядовитыми субстанциями необходима чрезвычайная осторожность. Иными словами, нам предстоит разработать технологию безопасного их применения.
И всё же многие эксперты сомневаются в том, что эта технология золотодобычи когда-либо найдёт практическое применение – по крайней мере, в Европе. Разве что Андерсону и его сподвижникам удастся предложить другие вещества, способные так же, как и цианиды, переводить золото в раствор, но безопасные для людей и природы.
А теперь речь пойдёт о другом проекте, преследующем, однако, сходную цель: и здесь учёные намерены разработать новые промышленные технологии на основе механизмов, созданных природой. В этом проекте объектом научного интереса являются термиты. Вообще-то термиты живут почти исключительно в тропиках, крайне редко – в субтропиках, однако один обитающий в Индии и на Тайване вид – Odontotermes formosanus, – сравнительно недавно, менее полувека назад, случайно завезённый торговыми судами в Америку, отлично освоился и на юге США. Это стало подлинной напастью для местных жителей, поскольку термиты питаются древесиной. Они пожирают всё деревянное без разбора, будь то сараи или жилые здания, телеграфные столбы или шпалы, ограды или заборы, живые дубы и вязы в Лос-Анджелесе или исторические жилища первых французских поселенцев в Новом Орлеане. Учёных уже давно заинтересовала удивительная способность термитов переваривать то, что переварить почти невозможно. По словам научного сотрудника Института микробиологии и виноделия при университете в Майнце Юргена Фрёлиха (Jürgen Fröhlich), посвятившего немало времени изучению австралийских термитов вида Mastotermes darwiniensis, в процессе расщепления древесины, прежде всего – наиболее прочного её компонента – лигнина, – в кишечнике термитов участвуют более 30-ти различных ферментов. Часть этих ферментов выделяются кишечной микрофлорой термитов – симбиотическими простейшими, – остальные синтезируются самими насекомыми:
В этой системе такое взаимодействие отрегулировано оптимально: в кратчайшее время, то есть всего лишь за сутки, в кишечнике термита осуществляется полный цикл расщепления и усвоения древесины. Это уникальное явление: никакая другая биологическая система не работает столь быстро и столь эффективно, как пищеварение у этого термита, и вообще у термитов.
Юрген Фрёлих надеется, что ему удастся извлечь пользу из устрашающей способности термитов пожирать всё деревянное. Для этого учёный пытается изолировать и размножить на питательной среде обитающие в кишечнике насекомого микроорганизмы. Тут очень важно получить не смешанные, а чистые культуры, каждая из которых содержит микроорганизмы лишь одного вида. Но именно это-то и получается пока плохо. До сих пор в лабораторных условиях удалось культивировать лишь незначительную часть микрофлоры кишечника термита. Большинство же этих микроорганизмов учёным просто неизвестны.
Мы полагаем, что в кишечнике термита можно обнаружить, по меньшей мере, 30 видов микроорганизмов. То есть все субстанции, выделяемые отдельными бактериями, дрожжевыми грибами или самим насекомым, вероятно, служат питательными веществами. Однако моделировать такие процессы и реакции чрезвычайно трудно.
На сегодняшний день учёному удалось довести выживаемость некоторых видов микроорганизмов вне кишечника термита до одной недели, и он уверен, что это не предел. И всё-таки более перспективным в плане практического применения результатов исследования окажется, скорее всего, другой подход. Здесь Юрген Фрёлих сотрудничает с Юргеном Экком (Jürgen Eck), научным сотрудником биотехнологической фирмы «Brain AG» в Цвингенберге близ Дармштадта. Экк поясняет:
Чтобы получить информацию и о некультивируемых бактериях, мы пользуемся методами молекулярной биологии. То есть мы пытаемся непосредственно изолировать наследственный материал этих микроорганизмов и на этой основе создать базы генетических данных, что впервые сделает эту информацию доступной.
Прежде всего, учёные экстрагируют весь генетический материал из кишечника термита, а затем в этом стоге сена начинается поиск пресловутой иголки, то есть генов, кодирующих нужные ферменты. Для этой цели используются модельные микроорганизмы – обычно бактерии Escherichia coli. Юрген Экк говорит:
Это означает, что гены, выделенные из микроорганизмов, не поддающихся культивированию, мы внедряем, встраиваем в другие, хорошо изученные микроорганизмы, вот в эти самые бактерии Escherichia coli. Такой приём позволяет нам реализовать в этих бактериях своего рода искусственное производство некоторого количества ферментов, кодируемых встроенными генами. А затем с помощью соответствующих тестов мы испытываем биологическую активность этих ферментов – в данном случае целлюлаз.
Целлюлазы – это ферменты, катализирующие процессы превращения клетчатки в сахар. В обычных условиях расщепление клетчатки, представляющей собой полисахарид, происходит чрезвычайно медленно. Чтобы ускорить этот процесс, учёные рассчитывают в будущем использовать ферменты из кишечника термита. Такая технология позволила бы, например, получать из соломы биотопливо для двигателей. Юрген Экк говорит:
Можно сказать, мы пожинаем плоды эволюции, плоды процесса оптимизации и специализации микроорганизмов внутри термитов. Этот формировавшийся на протяжении миллионов лет симбиоз бактерий и насекомых может сослужить человеку добрую службу. То есть если где и начинать искать новые ферменты, расщепляющие древесину, то, конечно же, в термитах.
Автомобильная рубрика
Старейшая автомобильная компания Aston Martin, представит уже 6-ую за 2,5 года новинку — кабриолет Aston Martin DB9 Volante. Это уже 13-й кабриолет известной марки, продолжающий традиции престижных послевоенных кабриолетов, начиная еще с DB2 - 50-ого года.
Кабриолет DB9 Volante будет собираться вручную вместе с дебютировавшим, этой осенью во Франкфурте, купе DB9. Планируется, что из 2 тысяч автомобилей, купе и кабриолетов будет выпускаться поровну. Кстати, новый кабриолет и собираться будет на платформе купе. Ведь изначально модель DB9 разрабатывалась с учетом того, что она должна получить как закрытый, так и открытый кузов. Между тем, новый кабриолет – это не просто лишившееся крыши купе DB9. Многие силовые элементы кузова новинки были разработаны заново, а задняя часть кузова кабриолета получила несколько иной дизайн. DB9 Volante обладает всеми характерными чертами традиционного стиля кабриолетов Aston Martin. Это очень элегантный и пропорциональный во всех мелочах и деталях Martin, выглядящий как мощный спортивный автомобиль".
Четырехместный кабриолет DB9 Volante будет оснащаться мягкой крышей, которая при желании убирается, при помощи электроприводов, за 17 секунд. Главной задумкой нового кабриолета, по мнению дизайнера Генрика Фискера, является то, что крыша полностью убирается внутрь автомобиля, что придает кабриолету обтекаемый и элегантный вид. Багажник вмещает 197 литров, для сравнения в предыдущей модели - DB7 – багажный отсек был на 27 литров меньше.
Кабриолет оснащен аварийными датчиками. При потенциальной угрозе, по сигналу от этих самых сенсоров, за задними подголовниками, из кузова, выдвигаются две силовые дуги. Безопасность водителя и впереди сидящего пассажира, обеспечивает усиленная рама лобового стекла, способная выдержать удар, равный 2-м массам автомобиля.
С технической точки зрения кабриолет будет полностью копировать купе – оба автомобиля оснащаются алюминиевым 6-ти литровым 12-ти цилИндровым двигателем, мощностью 450 лошадиных сил. Он способен разогнать новинку до «сотни» всего за 5 секунд, максимальная скорость - 300 километров в час. На выбор предлагается 6-ти скоростная «механика» или 6-ти скоростной «автомат».
Премьера Aston Martin DB9 Volante состоится в январе на автошоу в Детройте. В продаже, автомобиль должен, ориентировочно, появится осенью 2004-ого. Напомню, что появление на рынке DB9 купе запланировано на весну будущего года.
В заключение программы информация к размышлению.
По данным страховых компаний, в прошлом году в результате дорожно-транспортных происшествий (ДТП) в США погибло рекордное число людей - 43 тыс. человек. Примерно в половине случаев виновник трагедии находился в состоянии алкогольного опьянения.
По данным журнала "Колёса" на дорогах России за год погибли не менее сорока тысяч человек. Т.е. примерно столько же, сколько в США.
На дорогах Германии в прошлом году погибло примерно в шесть раз меньше - около 6500 человек. Таким образом зафиксирован рекордный минимум - так мало погибших на дорогах не было в Германии за все 50 лет существования статистического учёта по этой теме.
При этом, стоит учесть, что жителей в России почти вдвое больше, чем в Германии, но почти вдвое меньше, чем в США, а об уровне автомобилизации Германии и США говорит лишь одна цифра: на среднюю семью по статистике приходится две машины.