От тайны магнетизма инсектоидов — к магнитным экономайзерам


философ, писатель, журналист

Международная группа ученых обнаружила, что насекомые могут управлять своим магнитным полем. Это поразительное открытие совершила группа во главе с Лин-Юн Конгом (Ling-Jun Kong) из Ниньянского технологического университета Сингапура. Препринт статьи под названием «Биомагнитная характеристика американских тараканов» выложен на сайте arxiv.org/abs/1702.00538, ее обзор содержится в «МTI технолоджи ревю».

Вот краткое резюме статьи. «Мы представляем количественный метод, использующий высокочувствительный квантовый датчик, чтобы определить динамику магнитных материалов в биологических образцах при комнатной температуре. Метод применяется к американским тараканам и обнаруживает магнитные поля с поразительно различным поведением в живых и мертвых насекомых. Наблюдаемая динамика позволяет определять физические свойства магнитных частиц субмикронных размеров и материи вокруг них, несмотря на небольшие объемы. Наша работа заполняет пробел между поведенческими экспериментами на насекомых в магнитных полях и характеристикамии магнитных материалов в их телах. Мы утверждаем, что магнитные материалы окружены стекловидной средой с высокой вязкостью, которая делает простые формы магнитных компасов слишком медленными, чтобы иметь биологическое значение».

Как выяснили авторы статьи, используя сверхчувствительные сенсоры, живые и мертвые тараканы имеют очень разные магнитные свойства, что может помочь биоинженерам сконструировать новые магнитные датчики.

В чувствительности живых существ к магнитным полям, вообще говоря, нет ничего нового. Птицы являются наиболее известным примером существ, способных ощущать магнитные поля и использовать их для ориентации и навигации. Менее известной является магнитная восприимчивость американских тараканов, которые быстро намагничиваются при помещении их в магнитное поле.

То, как они используют эту способность является предметом споров. Но есть общее согласие о том, что лучшее понимание биомагнитного зондирования может помочь инженерам разрабатывать более эффективные датчики для других приложений, таких как навигация микророботов.

Однако для этого инженеры должны гораздо лучше понять, как тараканы чувствуют магнитные поля и как они управляют своим магнитным полем.

Лин-Юн Конг из Наньянского технологического университета в Сингапуре и несколько его коллег, взялись за намагничивание американских тараканов. Эксперименты были просты. Группу живых и кучку дохлых тараканов поместили в сильное магнитное поле силой в 1,5 килогаусса; это примерно в 100 раз сильнее, чем сила магнитов, которыми мы цепляем игрушки к холодильнику. Команда оставила насекомых в магнитном поле на 20 минут, а затем измерила, насколько сильно они намагнитились и сколько времени потребовалось для размагничивания. Намагниченность живых тараканов сошла на нет примерно за 50 минут. В отличие от них, на размагничивание мертвых тараканов потребовалось почти 50 часов.

Возникает очевидный вопрос: откуда такое различие? Лин-Юн Конг и его друзья совместно создали математическую модель намагничивания. Они предполагают, что намагниченность является результатом действия магнитных частиц внутри тараканов, отреагировавших на внешнее магнитное поле. Когда таракана убирают из-под действия внешнего поля, его намагниченность затухает, так как броуновское движение заставляет магнитные частицы снова занять случайную ориентацию.

Ученые также изучили, за какое время это происходит, в зависимости от вязкости среды, в которой находятся намагниченные частицы. Они показали, что время размагничивания увеличивается пропорционально росту вязкости среды, в которой они находятся, если среда становится стекловидное, то и время размагничивания более длительное.

Это дает подсказку. Тараканы намагничивается, потому что они содержат магнитные частицы, которые оказываются расположенными параллельно с внешним магнитным полем. Эти частицы находятся в среде, которая имеет низкую вязкость (в живых тараканах). Когда тараканы погибают, они высыхают, и вязкость внутренней среды повышается – размагничивание идет дольше.

«Это интересная работа, которая помогает ответить на некоторые важные вопросы о взаимодействии тараканов с внешними магнитными полями. Но она оставляет много нераскрытых тайн», считает «МTI технолоджи ревю».

Во-первых, возникает вопрос о природе магнитных частиц- какие они? Биологи обнаружили крошечные частицы магнитного минерала грейгит (типа сульфида железа) у муравьев, пчел и термитов.

Возможно, что тараканы также содержат частицы грейгита. Результаты, полученные Конгом и его коллегами позволяют предположить наличие частиц грейгита  с радиусом 50 нанометров или около этого, но  они исключают наличие родственных магнитных минералов, таких как магнетит.

Другой вопрос, откуда могут взяться частицы грейгита? Являются ли они веществами-загрязнителями, случайно попавшими в тараканов, или они имеют биогенное происхождение, и возникли в ходе биологического процесса внутри самих тараканов? Конг и его сотрудники не смогли ответить на этот вопрос.

Тем не менее, они смогли пролить некоторый свет на то, как тараканы могли бы использовать этот вид намагниченности. Они считают, что период затухания длительностью в 50 минут для живых тараканов это слишком долго, чтобы они могли как-то использовать этот процесс для своих нужд. Следовательно, тараканы должны использовать какой-то другой механизм. Ведущим претендентом здесь является радикально-парный механизм, в котором магнитное поле влияет на результаты химических реакций.

Многие биофизики считают это единственным механизмом, который реально может использоваться живыми существами.

Думается, обозреватели из «МTI технолоджи ревю» могли бы сделать и более смелые выводы, если бы не так сильно боялись своего начальства. Прежде всего, если тараканы (а не только птицы или киты), чувствительны к магнитным полям, и могут ориентироваться с их помощью, то они в чем-то более совершенные существа, чем люди. Все-таки это «шестое чувство», которого у нас нет.

Если у тараканов есть магниточувствительный орган, то встает вопрос, зачем он им нужен? В отличие от птиц, тараканы не совершают дальних перелетов. Интересно и то, как он работает? Наконец, множество вопросов возникает по т.н. радикально-парному механизму, за названием которого скрывается масса явлений.

Впрочем, какой бы смешной ни казалась научная работа Лин-Юн Конга и его сотрудников (большинство из которых, кстати – выходцы из славянских стран), она дает нам и один действительно важный намек – оказывается, наука очень плохо знает о взаимодействии живых организмов и магнитных полей, магнитных полей и различных веществ, считающихся немагнитными, включая углеводороды. Наука явно недооценивает живые организмы, и плохо понимает  динамичные электромагнитные и структурные процессы на молекулярном уровне.

Вопрос более актуальный, и как бы не относящийся к омагниченным тараканам: можно ли с помощью омагничивания топлива сэкономить на его использовании? Не торопитесь отвечать «нет» - есть множество серьезных научных работ, фиксирующих обратное: да, сэкономить можно – от 3 до 20%, на легком топливе больше, на тяжелом - меньше.

(Для скептиков - вот примеры таких научных работ, в них содержится и библиография о влиянии магнитных полей на углеводороды:

1) В.А. Звонов, д-р техн. наук, Н.А. Макаров, инж. "Влияние на рабочий процесс  ДВС активирования топлива внешними физическими воздействиями" 2008;

2) Погорлецкий Д.С., аспирант; Малыгин А.Б., м.н.с.; Котыло А.В., аспирант, Херсонская государственная морская академия «Перспективы магнитной обработки углеводородных топлив на автотранспорте»;

3) Кудрявский Ю.П., Погудин О.В., Зеленин В.И., Нечаев В.А. "Разработка и испытания аппаратов и устройств – фильтр-модификаторов для обработки углеводородного топлива в магнитном поле. Выбор оптимальных вариантов конструкций, Модификаторов, обеспечивающих снижение удельного расхода топлива на 10-20%").

Есть и множество людей, которые активно пользуются магнитными экономайзерами, и уже махнули рукой, пытаясь переубедить окружающих, считающих, что магниты влияют «только на железо». Простой экономайзер, нацепленный на шланг кухонной плиты, может сэкономить около 15% газа. Что особенно интересно, он может экономить и электричество, улучшая импеданс проводки (я лично общался с человеком, который уже 2 года пользуется подобным устройством).

В чем разница между людьми и тараканами? У тараканов в головах тараканы не водятся. А у людей - да.

Проблема не в тех тараканах, что бегают. Проблема в тех тараканах, что живут в головах, мешая людям видеть мир таким, как он есть – светлым… и таинственным.

  1. 5
  2. 4
  3. 3
  4. 2
  5. 1

(3 голоса, в среднем: 4.7 из 5)
Метки записи:   ,