[Приложение к статье С. Романова «Из истории газовых центрифуг»]

4

КВАНТ 2008/№3

водства слышали восторженный отзыв: «Это техническое хулиганство!» К настоящему времени всего создано девять поколений газовых центрифуг. Вся разделительная промышленность РФ основана на центрифужной технологии. Последний газодиффузионный завод был закрыт в 1992 году, а с 1988 года полностью прекращено производство высокообогащенного урана для военных целей. Сейчас разделительная промышленность работает для производства низкообогащенного урана для атомной энергетики, для производства стабильных изотопов, а также для переработки высокообогащенного урана ядерных боеголовок в низкообогащенный уран для энергетических реакторов. В итоге имеем следующее. В СССР под научным руководством И.К.Кикоина впервые в мире создана промышленность разделения изотопов, основанная на центрифужной технологии. Но об этом в мире никто не знает. Промышленность отлично работает, более того, это единственная отрасль в СССР, которая получает сырье из развитых индустриальных держав, а назад отправляет высококачественный готовый продукт. (На Западе могли думать, что разделение производится газодиффузионным методом.) Немецкие специалисты, которые после поражения Германии работали в СССР над созданием центрифуги, уезжают из СССР и, оказавшись на Западе, регистрируют патент на центрифугу. Зарегистрировано именно то изделие, которое было создано в СССР. Протеста не последовало, хотя советской стороне было хорошо известно об этом шаге. Автор патента Гернот Циппе (он, как и Штеенбек, попал в Институт «А» будучи военнопленным и работал в группе Штеенбека) становится весьма богатым человеком благодаря этому патенту. Так он сам позже рассказывал российским коллегам, встречаясь с ними на международных конференциях. Циппе носит титул «отца» центрифужного метода разделения изотопов урана, центрифуга называется «центрифугой Циппе»

Приложение

Изотопы – разновидности химического элемента с различным числом нуклонов в ядрах. Поскольку они являются одним и тем же химическим элементом, то у них одинаковое число атомных электронов, а значит, и ядерных протонов. Различны у них числа нейтронов в ядрах. Все изотопы одного элемента находятся в одной клеточке периодической системы, отсюда их название: «изо» – одинаковый, «топос» – место. Самые известные изотопы – это изотопы водорода дейтерий и тритий. В настоящее время известно около 1400 изотопов, 357 из них – природные изотопы 92 химических элементов, остальные изотопы получены искусственным путем в различных ядерных реакциях. Многие изотопы радиоактивны и используются в самых разных областях науки и техники (так называемые меченые атомы). Поэтому задача разделения изотопов возникла еще в 30-х годах прошлого века. Из-за одинаковости химических свойств изотопов одного элемента возникает необходимость использовать различие в физических свойствах изотопов и их соединений, вытекающее из различия в массах их ядер. Чем больше отношение масс ядер, тем легче разделить

и так далее. Русские, обладая лучшей технологией и промышленностью (отставание Запада было, по крайней мере, лет на 20), не могут представить центрифуги на цивилизованном международном рынке. Остаются контакты только с такими странами, как Китай и Ирак. В целом, весьма печальная история. Наверное, невозможно дать однозначные оценки действий советского руководства, засекретивших на многие десятилетия все работы по разделению изотопов настолько, что не было никакой возможности не только утвердить приоритет страны и разработчиков передовых технологий, но и успешно действовать на цивилизованном рынке. Вряд ли кто-нибудь подсчитывал связанный с этим экономический ущерб. С другой стороны, возможно, что такая секретность вместе с общей закрытостью советской системы служила серьезным препятствием к распространению потенциально опасных технологий. Ведь по сути отлаженное центрифужное производство есть наиболее эффективный способ накопления делящихся материалов для изготовления атомной бомбы. По-видимому, сегодня и не может быть сделано однозначного вывода обо всех этих событиях. Однако эта история наводит на следующие тревожные мысли. Мы знаем, что создатели ядерного оружия и в СССР и в США – выдающиеся ученые и глубокие мыслители – ясно понимали возможные политические последствия обладания таким оружием. Они использовали свой немалый авторитет для того, чтобы донести до правительств и международного сообщества идеи недопустимости ядерной войны, идеи о необходимости принять международные законы о нераспространении ядерного оружия, о контроле за ядерными материалами и технологиями. Все эти идеи остаются актуальными и сегодня. Более того, по мере роста общего технологического уровня в современном мире требуются и новые усилия для недопущения распространения ядерного оружия.

изотопы. Например, относительно легко производится разделение обычной и тяжелой воды, молярные массы которых относятся как 18:20 = 1,11. А вот отношение молярных масс гексафторида урана – единственного газообразного соединения урана – для двух его $изотопов^{238} U и^{235} U$ составляет всего лишь 1,0086. Если учесть, что в природном уране доля $изотопа^{235} U$ равна 0,72%, то для получения этого изотопа в достаточно чистом виде необходимо многократное повторение одной и той же операции, в которой одна часть исходного вещества становится чуть-чуть богаче нужным изотопом. В ядерной урановой бомбе чистота $изотопа^{235} U$ должна быть очень высокой, поэтому число повторений может достигать сотен и даже тысяч. Для ядерных реакторов требуется меньшая чистота (используется так называемый «обогащенный уран»), поэтому число повторений может быть гораздо меньше (несколько десятков). Для разделения изотопов урана используются два метода (из одиннадцати применяемых в различных областях науки и техники) – молекулярно-кинетический метод газовой диффузии и метод центрифугирования. На начальной стадии ядерного проекта в нашей стране велись работы и по исполь-

5

КОЛЛЕКЦИЯ

зованию электромагнитного метода, в котором разделение изотопов происходит благодаря различию траекторий их ионов в магнитном поле. Этот метод широко используется для разделения небольших количеств изотопов, но для промышленного разделения изотопов урана он оказался очень труден и неэкономичен. Вплоть до 70-х годов прошлого века использовался метод газовой диффузии через пористые перегородки. При достаточно низких давлениях, когда длина свободного пробега молекул много больше диаметров пор, скорость диффузии определяется только средней скоростью теплового движения. Небольшая разница в массах молекул дает небольшое различие в скорости. Газ гексафторида урана, прошедший перегородку, становится чуть беднее тяжелым изотопом и чуть богаче – легким. При последовательном процессе прохождения через сотни перегородок на выходе можно получить газ, достаточно обогащенный легким изотопом. Первая порция ядерного уранового «горючего» была получена в СССР только в 1950 году и использовалась для испытания уран-плутониевой бомбы в 1951 году. В методе центрифугирования в цилиндр (или в трубку) помещается гексафторид природного урана, и трубка приво-

ГОЛОВОЛОМОК

дится в быстрое вращение. Во вращающемся газе устанавливается равновесное распределение концентрации молекул по расстоянию от оси вращения, точно так же, как оно устанавливается в зависимости от высоты в земной атмосфере. Только во вращающейся трубке роль силы тяжести играет центробежная сила инерции, направленная по радиусу от оси вращения. Возрастание концентрации при удалении от оси вращения происходит быстрее для частиц большей массы, поэтому во внешней части трубки отношение концентраций тяжелых и легких частиц оказывается больше, чем вблизи оси вращения. Для получения заметной разницы концентраций необходима огромная скорость вращения – порядка 1000 об/с. Главная трудность в этом методе заключалась не столько в обеспечении высокой скорости вращения, сколько в осуществлении передачи обогащенной смеси из одной центрифуги в другую без остановки вращения. Все эти вопросы были успешно решены к 1974 году, в основном, благодаря экспериментальному и организационному таланту одного из руководителей этих работ – Исаака Константиновича Кикоина. Л.Белопухов

КОЛЛЕКЦИЯ ГОЛОВОЛОМОК

Психологический «Завиток»

(Начало см. на 4-й с. обложки)

В начале августа 2008 года в Праге состоится 28-й Всемирный съезд любителей головоломок. Из десятков стран мира в Чехию привезут сотни «умных» игрушек, а затем знатоки головоломок из Европы, Америки и Японии оценят их и назовут лучшие изобретения года. Среди новых головоломок будет и «Завиток» москвича Кирилла Гребнева. Благодаря своей оригинальности он наверняка привлечет внимание любителей головоломок, тем более что на предыдущем съезде в Австралии среди лучших изобретений 2007 года были названы две головоломки Кирилла. Это был второй случай за всю историю съездов, когда в число победителей вошли две головоломки одного автора. Новая головоломка Кирилла Гребнева изображена на рисунке. Чтобы изготовить «Завиток» самостоятельно, возьмите три куска стальной или медной проволоки диаметром 3–4 мм. Для показанного здесь варианта головоломки берут отрезки проволоки длиной 25, 22 и 14,5 см. На самом длинном, предназначенном для скобы, отмечают точку, делящую его на отрезки 9 и 13 см. Зажав проволоку круглогубцами в этой точке, сгибают концы проволоки так, чтобы расстояние между ними было 12 мм. Затем на концах скобы загибают кольца. Фотография головоломки позволяет использовать изображение как шаблон: постепенно изгибать проволоку круглогубцами, а затем прикладывать детали к фотографии для проверки правильности размеров. Решение головоломки обычно начинается с того, что ее берут в руки: левой рукой – за скобу, а правой – за ручку. После этого, держась за конец ручки, начинают двигать ее вдоль скобы, пытаясь просунуть кольцо через завиток и отцепить ручку от скобы. Собственно говоря, ничего другого и сделать-то нельзя – слишком мало разрешенных конструкцией движений. Сразу предупредим, что из этих попыток ни одна не приблизит вас к решению. Первая ошибка всех, кто начинает разгадывать эту головоломку, заключается в том, что они берутся правой рукой (речь идет о правшах) не за тот конец ручки. Эта остроумная психологическая уловка специально придумана изобретателем, чтобы увести вас в сторону от правильного решения, заставить безрезультатно двигать ручку туда-сюда вдоль скобы, пытаясь просунуть ее в завиток. Правильный путь состоит в том, чтобы не кольцо двигать к завитку, а конец ручки, за который вы так упорно держитесь, отпустить и просунуть через петлю завитка. Если это движение выполнить правильно, то дальнейшее решение вы сможете найти самостоятельно с помощью двух фотографий на 4-й странице обложки, на которых показаны промежуточные этапы, ведущие к решению головоломки. Желаем вам успеха! А.Калинин

6

КВАНТ 2008/№3

К

100-ЛЕТИЮ

И.К.КИКОИНА

Нанотехнологии: когда размер имеет значение

К.БОГДАНОВ

Вы можете произнести слово «птица» на самых разных языках, но, сделав это, вы все равно ничего нового о птицах не узнаете. Не лучше ли сначала просто взглянуть на любую птицу и задуматься над тем, что это такое!.. Существует большая разница между знанием названия чего-нибудь и знанием того, как это работает. Р.Фейнман

НА НАШИХ ГЛАЗАХ ФАНТАСТИКА СТАНОВИТСЯ реальностью – люди научились перемещать отдельные атомы и складывать из них, как из кубиков, устройства и механизмы необычайно малых размеров и поэтому невидимые обычным глазом. Появилась целая отрасль науки – НАНОТЕХНОЛО- ГИЯ, впитавшая в себя самые новые достижения физики, химии и биологии. Ученые-нанотехнологи работают с ничтожно малыми объектами, размеры которых измеряются в нанометрах. Нанотехнология – не просто количественный, а качественный скачок от работы с веществом к манипуляции отдельными атомами. В переводе с греческого слово «нано» означает карлик. Один нанометр (нм) – это одна миллиардная часть метра $( 10^{-} 9$ м ). Нанометр во столько же раз меньше одного метра, во сколько раз толщина пальца меньше диаметра Земли. Размеры объектов, с которыми имеют дело нанотехнологи, лежат в диапазоне от 0,1 до 100 нм. Большинство атомов имеют диаметр от 0,1 до 0,2 нм, толщина нитей ДНК – около 2 нм, диаметр эритроцитов – 7000 нм, а толщина человеческого волоса – 80000 нм. Ученые утверждают, что в наступившем XXI веке стержнем новой технической революции станут материалы, лекарства, устройства, средства связи и доставки, сделанные с использованием нанотехнологий.

С чего все начиналось

Идея о том, что вполне возможно собирать устройства и работать с объектами, которые имеют наноразмеры, впервые прозвучала в выступлении лауреата Нобелевской премии Ричарда Фейнмана в 1959 году в Калифорнийском технологическом институте. Лекция называлась «Там, внизу, полно места!» Слово «внизу» в названии лекции означало в «мире очень малых размеров». Тогда Фейнман сказал, что когда-нибудь, например в 2000 году, люди будут удивляться тому, что до 1960 года никто не относился серьезно к исследованиям наномира. По словам Фейнмана, человек очень долго жил, не замечая, что рядом с ним живет целый мир объектов, разглядеть которые он не в состоянии. Ну, а если мы не видим эти объекты, то мы не можем и работать с ними. Тем не менее, наши клетки – кирпичики, из которых состоит наш организм, – прекрасно научились работать с нанообъектами. Клетка всю свою жизнь собирает из различных атомов молекулы сложных веществ. Собрав эти молекулы, клетка размещает их в различных частях – одни оказываются в ядре, другие – в цитоплазме, а третьи – в мембране. Представьте себе возможности, которые откроются перед человечеством, если оно овладеет такими же нанотехнологиями, которыми уже владеет каждая клетка человека. Фейнман так описывает последствия нанотехнологической революции для компьютеров: «Если, например, диаметр соединяющих проводов будет составлять от 10 до 100 атомов, то размер любой схемы не будет превышать нескольких тысяч ангстрем. Каждый, кто связан с компьютерной техникой, знает о тех возможностях, которые обещает ее развитие и усложнение. Если число используемых элементов возрастет в миллионы раз, то возможности компьютеров существенно расширятся. Они научатся рассуждать, анализировать опыт и рассчитывать собственные действия, находить новые вычислительные методы и т. п. Рост числа элементов приведет к важным качественным изменениям характеристик ЭВМ». Позвав ученых в наномир, Фейнман сразу же предупреждает о тех препятствиях, которые их там ожидают, на примере изготовления микроавтомобиля длиной всего 1 мм. Так как детали обычного автомобиля сделаны с точностью $10^{-} 5$ м, то детали микроавтомобиля следует изготовлять с точностью в 4000 раз выше, т.е. $2,5_{Ч} 10^{-} 9$ м. Таким образом, размеры деталей микроавтомобиля должны соответствовать расчетным с точностью $\pm 10$ слоев атомов. Наномир не только полон препятствий и проблем. Нас в наномире ожидают и хорошие новости – все детали наномира оказываются очень прочными. Происходит это из-за того, что масса нанообъектов уменьшается пропорционально третьей степени их размеров, а площадь их поперечного сечения – пропорционально второй степени. Значит, механическая нагрузка на

7

НАНОТЕХНОЛОГИИ:

КОГДА

каждый элемент объекта – отношение силы тяжести элемента к площади его поперечного сечения – уменьшается пропорционально размерам объекта. Таким образом, пропорционально уменьшенный наностол обладает в миллиард раз более толстыми наноножками, чем это необходимо из соображений прочности. Фейнман считал, что человек сможет легко освоить наномир, если создаст робота, способного делать уменьшенную, но работоспособную копию самого себя. Пусть, например, мы научились делать робот, который может без нашего участия создавать свою уменьшенную в 4 раза копию. Тогда этот маленький робот сможет сделать копию первоначального, уменьшенную уже в 16 раз, и так далее (рис.1). Очевидно, что десятое поколение таких роботов будет создавать роботы, размеры

РАЗМЕР

ИМЕЕТ

ЗНАЧЕНИЕ

премия имени Фейнмана за выдающиеся достижения в области нанотехнологий. В своей лекции Фейнман говорил и о перспективах нанохимии. Сейчас химики используют для синтеза новых веществ сложные и разнообразные приемы. Как только физики создадут устройства, способные оперировать отдельными атомами, многие методы традиционного химического синтеза могут быть заменены приемами «атомной сборки». При этом, как считал Фейнман, физики действительно могут научиться синтезировать любое вещество, исходя из записанной химической формулы. Химики будут заказывать синтез, а физики — просто «укладывать» атомы в предлагаемом порядке. Развитие техники манипуляции на атомарном уровне позволит решить многие проблемы химии и биологии.

Машины созидания

Рис.1. Иллюстрация концепции Р.Фейнмана о том, чтобы роботы научились автономно делать свои уменьшенные копии

которых будут в миллионы раз меньше первоначальных. Конечно, по мере уменьшения размеров мы будем постоянно сталкиваться с весьма необычными физическими явлениями. Ничтожный вес деталей наноробота приведет к тому, что они будут прилипать друг другу под действием сил межмолекулярного взаимодействия, и гайка, например, не будет отделяться от болта после откручивания. Однако известные нам законы физики не запрещают создавать объекты «атом за атомом». Манипуляция атомами, в принципе, вполне реальна и не нарушает никаких законов природы. Практические же трудности ее реализации обусловлены лишь тем, что мы сами являемся слишком крупными и громоздкими объектами, вследствие чего нам сложно осуществлять такие манипуляции. Чтобы как-то стимулировать создание микрообъектов, Фейнман обещал заплатить 1000 долларов тому, кто соорудит электромоторчик размером 1/64 дюйма (1 дюйм $\approx 2,5$ см). И совсем скоро такой микромоторчик был создан. С 1993 года ежегодно присуждается

Нанотехнология стала самостоятельной областью науки и превратилась в долгосрочный технический проект после детального анализа, проведенного американским ученым Эриком Дрекслером в начале 1980-х годов, и публикации его книги «Машины созидания: грядущая эра нанотехнологии». По определению Дрекслера, нанотехнология – «ожидаемая технология производства, ориентированная на дешевое получение устройств и веществ с заранее заданной атомарной структурой». Как считают многие специалисты, в течение следующих 50 лет многие устройства станут такими маленькими, что тысяча таких наномашин вполне смогут разместиться на площади, занимаемой точкой в конце этого предложения. Чтобы собирать наномашины, необходимо: 1) научиться работать с одиночными атомами – брать их и ставить на нужное место; 2) разработать сборщики – наноустройства, которые могли бы соответствующим образом работать с одиночными атомами по программам, написанным человеком, но без его участия; 3) разработать репликаторы – устройства, которые бы изготовляли наносборщики, так как их понадобится очень и очень много.

Что такое нанопроволоки и почему они такие прочные?

Нанопроволоками называют проволоки с диаметром несколько десятков и менее нанометров, изготовленные из металла, полупроводника или диэлектрика. Длина нанопроволок часто может превышать их диаметр в 1000 и более раз. Нанопроволоки часто называют одномерными структурами, а их чрезвычайно малый диаметр (около 100 размеров атома) дает возможность проявляться различным квантово-механическим эффектам. Поэтому нанопроволоки иногда называют «квантовыми проволоками». Уникальные электрические и механические свойства нанопроволок создают предпосылки для их использования в будущих наноэлектронных и наноэлектромеханических приборах, а также в качестве элементов новых композитных материалов и биосенсоров.

8

КВАНТ 2008/№3

В природе нанопроволок не существует. В лабораториях нанопроволоки чаще всего получают методом эпитаксии, т.е. ориентированного роста одного монокристалла на поверхности другого, когда кристаллизация вещества происходит только в одном направлении. Например, нанопроволоку из кремния можно вырастить так, как изображено на рисунке 2 слева. Наноча-

Рис.2. Получение кремниевой нанопроволоки методом эпитаксии с помощью золотой наночастицы

стицу золота помещают в атмосферу газа силана $( SiH_{4} ),$ и эта наночастица становится катализатором реакции распада силана на водород и жидкий кремний. Жидкий кремний скатывается с золотой наночастицы и кристаллизуется под ней. Если концентрация силана вокруг наночастицы поддерживается неизменной, то процесс эпитаксии продолжается, и все новые слои жидкого кремния кристаллизуются на его уже затвердевших слоях. В результате нанопроволока из кремния растет, приподнимая наночастицу золота все выше и выше. При этом, очевидно, размер наночастицы определяет диаметр нанопроволоки. Справа на рисунке 2 показан «лес» из ZnO-нанопроволок, полученных аналогичным образом. Как известно, прочность – это свойство твердых тел сопротивляться разрушению (разделению на части), а также необратимому изменению формы под действием внешних нагрузок. Когда цилиндрический образец с площадью поперечного сечения S растягивают силой F, он деформируется сначала обратимо, т.е. упруго – его механическое напряжение $\sigma_{=} F S$ растет прямо пропорционально относительному удлинению $\varepsilon_{=} ( L_{-} L_{0} ) L_{0}$ (рис.3, область О), затем пластически, т.е. необратимо (рис.3, область П). При дальнейшей деформации структурные неоднородности образ-

Рис.3. Взаимосвязь между механическим напряжением и относительной деформацией образца. Стрелками указаны пределы прочности для некоторых материалов

ца (дефекты кристаллической решетки, или дислокации) начинают двигаться и, сталкиваясь с другими, образуют микротрещины. При этом чем больше будет этих дислокаций и чем быстрее они смогут двигаться по образцу, тем больше будет микротрещин. Когда растягивающее напряжение достигает предела прочности, соседние микротрещины, соединяясь друг с другом, достигают критического размера, и образец разрушается. Нанопроволока – это монокристалл, в кристаллической решетке которого практически отсутствуют дефекты (дислокации). При этом отношение площади поверхности к объему для нанопроволок гораздо больше, чем для образцов обычных размеров. Поэтому поверхность нанопроволок легко «поглощает» выходящие наружу дислокации без образования микротрещин. Кроме того, поверхность нанопроволоки, имеющая чрезвычайно малый радиус кривизны (около 10 нм), сильно сжата и поэтому препятствует движению дислокации наружу, т.е. образованию микротрещины. Все это приводит

Рис.4. Зависимость механического напряжения от относительной деформации для микрообразцов из никеля и его сплавов разного диаметра. Для сравнения красным показана эта зависимость для поликристаллического макрообразца

к тому, что у нанопроволок почти отсутствует пластическая деформации, а предел прочности в десятки раз выше, чем у обычных образцов (рис.4).

Почему наночастицы плавятся при низкой температуре?

При уменьшении размеров частиц изменяются не только механические свойства, но и термодинамические характеристики. Так, температура плавления становится гораздо ниже, чем у образцов обычного размера. На рисунке 5 представлена экспериментальная кривая падения температуры плавления наночастиц алюминия с уменьшением размеров частицы. При этом температура плавления частицы размером 4 нм уменьшается на $140 ^\circ$ С по сравнению с температурой плавления образца алюминия обычных размеров. Зависимости, аналогичные той, которая показана на рисунке 5, были получены для многих металлов. Так, при уменьшении диаметра наночастиц из олова до 8 нм

12

КВАНТ 2008/№3

Рис.11. Зависимость среднего числа ближайших соседей по кристаллической решетке от диаметра частицы платины

тяжелее, если он находится в частице малых размеров, так как в среднем у такого атома мало ближайших соседей. На рисунке 12 представлен график изменения потенциала ионизации, т.е. работы выхода $A_{вых}$, для наночастиц, содержащих различное число атомов железа

Рис.12. Зависимость работы выхода от числа атомов в наночастице железа

N. Видно, что с ростом N работа выхода падает, стремясь к предельному значению, соответствующему работе выхода для образцов обычных размеров. Изменение $A_{вых}$ с диаметром частицы D можно довольно хорошо описать формулой

$A_{вых}$ » $A_{вых0} +$

$2Ze^{2}, D$ где $A_{вых0}$ – работа выхода для образцов обычных размеров, Z – заряд атомного ядра, а e – заряд электрона. Очевидно, что ширина запрещенной зоны ∆Е зависит от размеров полупроводниковой частицы таким же образом, как и работа выхода из металлических частиц, – уменьшается с ростом диаметра частицы. Поэтому длина волны флюоресценции полупроводниковых наночастиц растет с ростом диаметра частиц, что и иллюстрирует рисунок 10. Квантовые точки – рукотворные атомы. Полупро-

водниковые наночастицы часто называют «квантовыми точками». Своими свойствами они напоминают атомы, точнее «искусственные атомы», имеющие наноразмеры. Ведь электроны в атомах, переходя с одной орбиты на другую, тоже излучают квант света строго определенной частоты. Но, в отличие от настоящих атомов, внутреннюю структуру и спектр излучения которых мы изменить не можем, параметры квантовых точек зависят от их создателей, нанотехнологов. Квантовые точки уже сейчас являются удобным инструментом для биологов, пытающихся разглядеть различные структуры внутри клеток. Дело в том, что различные клеточные структуры одинаково прозрачны и не окрашены. Поэтому если смотреть на клетку в микроскоп, то ничего, кроме ее краев, и не увидишь. Чтобы сделать заметной определенную структуру клетки, были созданы квантовые точки, способные прилипать к определенным внутриклеточным структурам. Так, для того чтобы раскрасить клетку на рисунке 13 в разные цвета, были сделаны квантовые точки трех размеров. К самым маленьким, светящимся зеленым светом, приклеили молекулы, способные при-

Рис.13. Раскрашивание разных внутриклеточных структур в разные цвета с помощью квантовых точек: ядро – красное, микротрубочки – зеленые, аппарат Гольджи – желтый

липать к микротрубочкам, составляющим внутренний скелет клетки. Средние по размеру квантовые точки могли прилипать к мембранам аппарата Гольджи, а самые крупные – к ядру клетки. Когда клетку окунули в раствор, содержащий все эти квантовые точки, и подержали в нем некоторое время, точки проникли внутрь и прилипли туда, куда могли. После этого клетку сполоснули в растворе, не содержащем квантовых точек, и положили под микроскоп. Как и следовало ожидать, вышеупомянутые клеточные структуры стали разноцветными и хорошо заметными.