Нейрополимер из Atomic Heart стал реальностью?
Все, кто играл в Atomic Heart*, помнят главный технологический грааль альтернативного СССР — нейрополимер. Жидкая субстанция, которая служит одновременно батарейкой, вычислительной сетью, искусственными мышцами и мостом между микроволокнистым мозгом и электроникой.
Понятно, что это научная фантастика. Но если убрать сюжетную часть с коллективным разумом, насколько фантастическими остаются свойства самого нейрополимера?
Начнем с самого слова «полимер»
В быту полимеры обычно сводят к упаковке, пленкам и различным предметам обихода. С точки зрения химии это гораздо более широкая группа материалов.
Полимер состоит из длинных молекулярных цепей, построенных из повторяющихся звеньев — мономеров. Меняя структуру этих цепей, их состав и дополнительные компоненты, можно получать материалы с очень разными характеристиками. Одни должны оставаться жесткими под нагрузкой, другие — быть эластичными, третьи — выдерживать высокие температуры или контакт с агрессивной средой.
Поэтому сама идея материала с заранее заданными свойствами вполне реальна. Вопрос в том, сколько этих свойств можно совместить одновременно.
Может ли полимер проводить электричество?
Может. Это не новая разработка последних лет. В 2000 году Алан Хигер, Алан Макдиармид и Хидэки Сиракава получили Нобелевскую премию по химии за открытие и развитие проводящих полимеров.
Обычный полиэтилен длякабельных оболочек действительно используют как изолятор. Но утверждение «полимеры электричество не проводят» в целом неверно: существуют структуры, способные проводить электрический ток.
Такие материалы разрабатываются и применяются для электроники, солнечных элементов, сенсоров и других устройств, где от материала требуется не только проводимость, но, например, гибкость.
Поэтому способность игрового нейрополимера работать с электрическими сигналами сама по себе научной фантастикой не является.
Может ли полимер двигаться или менять форму?
Тоже может — при определенных условиях. Есть материалы, которые умеют реагировать на внешнее воздействие и из-за этого менять свои свойства. Нагрели материал — он сжался. Подали электрический сигнал — изогнулся. Изменилась кислотность среды — увеличился в объеме. Такие материалы называют стимул-чувствительными.
То есть это не «живой» полимер и не вещество, которое само решает, что ему делать. Его структура просто устроена так, что на конкретный сигнал он отвечает предсказуемым изменением формы, объема, прозрачности или других характеристик.
Один из самых наглядных примеров — мягкая робототехника. В обычном механизме движение создают двигатель, шестерни и тяги. А здесь сам материал может сокращаться или изгибаться при подаче сигнала — примерно как мышца сокращается по команде нервной системы. Поэтому такие элементы и называют «искусственными мышцами».
До универсальной субстанции из Atomic Heart, конечно, далеко. Но базовый принцип «подали сигнал — материал физически изменился» вполне реален.
А взаимодействовать с нервной системой?
Это уже более сложный вопрос. Нейроинтерфейсу нужно решить довольно неприятную инженерную задачу: связать электронное устройство с живой тканью.
Металлические электроды для этого используются давно, но у них есть очевидное отличие от ткани организма: металл жесткий, ткань мягкая. Поэтому среди материалов для нейроинтерфейсов исследуют в том числе проводящие полимеры, например материалы на основе PEDOT (поли(3,4-этилендиокси-тиофена). Они позволяют сочетать электрические свойства с механическими характеристиками, которые можно лучше адаптировать под контакт с биологическими тканями.
Иными словами, схема нейрон → полимерный материал → электронное устройство существует не только в фантастике.
До ситуации, когда человеку вводят нейрополимер и он получает прямое подключение к общей информационной системе, разумеется, очень далеко. Но отдельный принцип, использованный авторами игры, вполне узнаваем.
Почему тогда просто не соединить все это в одном материале?
Здесь и заканчивается фантастика, а начинается материаловедение. Допустим, нам нужен материал, который одновременно:
— хорошо проводит электрический ток;
— остается эластичным;
— выдерживает механическую нагрузку;
— работает в широком диапазоне температур;
— подходит для контакта с живой тканью;
— стабилен годами;
— и при этом его можно нормально производить в промышленном масштабе.
Каждое дополнительное требование сильно усложняет задачу. Улучшение одной характеристики может ухудшить другую. А материал, который прекрасно показывает себя в лабораторном образце, еще нужно отмасштабировать, а это очень непросто!
Поэтому в реальной промышленности чаще ищут не «идеальный материал вообще», а материал под конкретную задачу. И в этом, пожалуй, главное отличие настоящей химии от Atomic Heart. В игре можно придумать один нейрополимер и построить вокруг него весь технологический мир. В реальности для разных задач скорее понадобятся разные материалы.
Так научная фантастика чаще всего и работает: не обязательно придумывает технологию с нуля, а берет то, что уже существует в лабораториях и промышленности, и делает несколько очень больших допущений.
Поэтому коллаборацию СИБУРа и Atomic Heart в виде настоящего нейрополимера пока ждать рано.
Если бы нейрополимер реальноизобрели завтра — вы бы согласились на такое подключение к мозгу, или это перебор?
Для ЛЛ: нет. Кликбейтная херь