Супрамолекулярная химия - 10.1.От структуры к информации. Возможности и перспективы химии запрограммированных систем (instructed chemistry) - 174 - читать

Супрамолекулярная химия(Страница: 174)

Страница: 
174

Супрамолекулярная химия читать 10.1.От структуры к информации. Возможности и перспективы химии запрограммированных систем (instructed chemistry) 174

Структуры решеточного типа также наводят на мысль о возможности использования таких неорганических суперструктур для осуществления операций матричной алгебры. Переход в третье измерение путем наслаивания решеток друг на друга позволил бы перейти к многослойным слоистым структурам.

Молекулярные и супрамолекулярные устройства, введенные в ультрамикросхемы, являются потенциальными компонентами компьютерных систем будущего, которые можно назвать молекулярными компьютерами. Высокоинтегрированные архитектура и операционная система молекулярных компьютеров основывались бы на параллельных, а не на последовательных процессорах[8.100, 8.102, 10.2, 10.8, 10.9].Системы, необходимые для молекулярных компьютеров, могут возникать в ходе самосборки несущих соответствующую информацию фрагментов, и, таким образом, принципиально возможно проведение вычислений посредством молекулярной самосборки[10.8Ь,10.9].В качестве биологических приложений можно было бы ожидать производства компонентов для сенсорных и двигательных протезов.

Как уже отмечалось (разд.9.1),объекты, возникающие в результате самосборки и самоорганизации ряда компонентов, могут быть способны к самокоррекции и адаптации. Эта особенность позволяет объяснить, почему большие многоцентровые белковые архитектуры образуются не из единственной длинной полипептидной цепи, но в результате ассоциации нескольких меньших по размеру протеиновых фрагментов[10.10].

Следующий по сложности шаг вслед за созданием запрограммированных систем (см. разд.9.2)заключается в получении химическихобучаемых(learning)систем, то есть систем, которые не просто запрограммированы на определенное поведение, но способны ксамомодификациииадаптациив ответ на некоторые внешние воздействия. Это открывает возможность создания систем, способныхэволюционировать, т. е. прогрессивно изменять свою внутреннюю структуру под влиянием окружающей среды. Работа над обучаемыми системами предполагает также переход от закрытых систем коткрытым, то есть к системам, связанным во времени и в пространстве со своим окружением.

  1. Шаги навстречу возрастающей сложности

Переход от элементарных частиц к ядру, атому, молекуле, супермолекуле и супрамолекулярному ансамблю представляет собой движение вверх по лестнице сложности. В результате взаимодействия частиц образуются атомы, из атомов возникают молекулы, измолекул—супермолекулыи супрамолекулярные ансамбли и т. д. На каждом уровне сложности появляются новые особенные черты, которые не существовали на предыдущем. Основная тенденция развитияхимии—внаправлении возрастающей сложности систем.

Очень активно исследуется проблема поиска мер сложности, которые позволили бы характеризовать сложные системы количественно[10.11].В этом контексте сложность не может быть описана только числом состояний, как это делается в информатике, или же характеристиками графов, представляющих молекулу или ансамбль молекул[10.12],или же как структурная сложность[10.13].Сложность подразумевает множественность не только компонентов, но и непременно интеграционных взаимодействий между ними, т. е. дальнодействующих корреляций, сопряжения и обратной связи; она, собственно, и возникает из-за них. Именно взаимодействие между компонентами приводит к тому, что целое не есть просто сумма составляющих его частей, но обладает некоторыми новыми, коллективными, свойствами. Таким образом, сложность организованной системы определяется тремя основными характеристиками:

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,064
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,687
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,219