2023'e damga vuran keşif ve buluşlar

Geride bırakılan yıla damga vuran buluş ve keşifler arasında, insan düşüncelerini sözcüklere dönüştüren "beyin şifre çözücüsü"; yapay zeka kullanılarak dirençli mikropları öldürebilen antibiyotik keşfi ve genetiği değiştirilmiş bakterilerle mikroplastiklerin parçalanmasını sağlayan çalışmalar yer alıyor.

Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ural Akbulut, uluslararası dergiler Science ve Nature ile önemli bilimsel konferanslar gibi kaynaklardan, 2023'te bilim dünyasında yaşanan 10 önemli gelişmeyi, yüzlerce buluş arasından derledi.

Buna göre, Fransa'da güçlü bir lazer kullanılarak yıldırımların yönü değiştirildi. Yıldırımdan korunmayı sağlayabilecek bu yeni teknolojinin ilk uygulamaları başarıyla sonuçlandı.

Tekniği, Paris Institut Polytechnique'e geliştiren fizikçi Dr. A. Houard, "Konu üzerinde 17 yıldan fazla çalıştık ve sonunda güçlü bir ultra kısa lazerle yıldırımı yönlendirebildik." açıklamasını yaptı.

Houard, havaalanı, roket fırlatma rampası veya rüzgar santrali gibi büyük tesisleri, yıldırımdan tam olarak korumak için yüzlerce metrelik paratoner gerektiğini ve bu kadar uzun metal direkleri kullanmak pratik olmadığı için lazerli çözümü geliştirdiklerini anlattı.

Deneyde kullanılan güçlü lazerin, paratonerlerden çok uzak mesafelere ulaşabildiği için İsviçre'nin Santis dağının çevresindeki yıldırımı paratonere yönlendirdiği bildirildi.

Çalışma, Nature Photonics dergisinde yayımlandı.

Beyin şifre çözücüsü yapıldı

Texas Üniversitesinde, konuşma yetisini kaybedenlere çözüm olacak insan düşüncelerini sözcüklere dönüştüren "beyin şifre çözücüsü" geliştirildi.

Fonksiyonel MR cihazı (FMR) taramalarına dayalı yapay zeka tabanlı sistemli devrimsel çalışmayı Austin'deki araştırmacılar açıkladı.

Sistem, bir kişinin beyin aktivitesini laboratuvarda sürekli bir metin akışına dönüştürmeyi başardı. Sistem, FMR cihazındaki hastanın düşüncelerini sınırlı seviyede kelimelere dönüştürebiliyor. Bu semantik kod çözücünün çalışması için cerrahi bir implant kullanmaya gerek kalmıyor.

Araştırmacılar, sistemin tam bir beyin okuma cihazı olmadığını ve düşünceleri kelime kelime açıklamadığını bildirdi. Sistem, kişinin belirli kelimelere veya görüntülere nasıl tepki verdiğine dayanıyor. Araştırmacılar, hazırlık aşamasında, deneklere bazı sessiz videolar izleterek beyin aktivitelerini kaydetti. Daha sonra bu verileri kullanarak başka deneklerin düşüncelerini okumayı başardı. Bu buluşun iletişim bozukluğu olan kişiler için yeni bir umut olması bekleniyor.

Çalışma, Nature Neuroscience dergisinde yayımlandı.

Satürn'ün uydusu Enceladus'ta yaşam için gereken bileşenler belirlendi

Almanya'daki Free University of Berlin'de gezegen bilimleri profesörü olan Frank Postberg tarafından yürütülen çalışmada, Satürn'ün uydusu Enceladus'un yaşam için gereken bileşenlere sahip olduğu belirlendi.

Çalışmada, Enceladus'ta yaşamın bağlı olduğu altı elementten biri olan fosfor keşfedildi.

Enceladus'taki fosfor oranının, dünyadaki okyanuslarda bulunan fosfor oranından 500 kat fazla olduğu tahmin ediliyor.

Profesör Postberg, çalışmaya ilişkin, "Orada yaşam bulamadık ancak yaşamın oluşabileceğine işaret eden bir şeyi bulduk." açıklamasını yaptı.

Çalışma, Nature dergisinde yayımlandı.

Yapay zeka kullanılarak dirençli mikropları öldürebilen antibiyotik keşfedildi
McMaster Üniversitesinden Dr. Jonathan Stokes, en dirençli bakterilerden "acinetobacter baumannii"ye karşı en uygun antibiyotiği belirlemek için yapay zekayı kullandı.

Kimyasal yapısı bilinen binlerce ilacı bu bakteri üzerinde manuel olarak test eden araştırmacılar, ardından bu bilgileri, yapay zekaya aktardı.

Yapay zekanın belirlediği listedeki antibiyotikler denendi ve 9 antibiyotiğin etkili olduğu belirlendi. Bunlardan biri olan abaucin, enfekte olmuş fareleri kolayca iyileştirdi.

Hastalardan alınan acinetobacter baumannii adlı bakterilerin, bu antibiyotik kullanılarak öldürülebildiği açıklandı.

Çalışma, Nature Chemical Biology dergisinde yayımlandı.

Genetiği değiştirilmiş bakterilerle plastikler parçalanabildi
North Carolina Eyalet Üniversitesinde kimya ve biyomoleküler mühendislik alanında çalışan Y. Doç. Dr. N. Crook, mikroplastik kirliliğini bakterilerle parçalamayı başardı.

Araştırmacılar, tuzlu sulardaki PET olarak anılan polietilen terefitalat adlı plastiği parçalayabilmek için iki bakteri türüyle çalıştı.

İlk bakteri V. Natriegens'in tuzlu suda gelişip çok hızlı çoğalırken, ikinci bakteri I. Sakaiensis'in ise PET'i parçalayıp yenmesini sağlayan enzimler ürettiği açıklandı.

Araştırmacılar, I. Sakaiensis genlerini içeren plazmidi, V. Natriegens bakterisine verdi. Böylece V. Natriegens'in hücrelerinin yüzeyinde istenen enzimleri üretmesini sağlanabildi.

İşlem sonucunda, V. Natriegens, oda sıcaklığında tuzlu su ortamında PET'i parçalamayı başardı.

Çalışma, AIChE Journal dergisinde yayımlandı.

Japon uzay aracı, uzaydaki göktaşında urasil buldu
Japonların göktaşlarını incelemek üzere uzaya gönderdiği Hayabusa2 uzay aracı, Ryugu adlı göktaşına yumuşak iniş yapmıştı. Ardından yüzeyden örnekler toplandı. Bu örneklerin kimyasal analizi, göktaşında urasil adlı organik maddenin varlığını kanıtladı.

Organik madde analizlerinde, ayrıca nikotinik asit (B3 vitamini) türevleri ve imidazol adlı organik maddeler de tespit edildi. Bu beklenmedik sonuç, bu tür prebiyotik moleküllerin Ryugu gibi karbonlu göktaşlarında kolayca oluşabildiğini gösterdi.

Çalışma, Nature Communications dergisinde yayımlandı.

Tek molekül akışını sağlayan nanoakışkan cihaz geliştirildi
Osaka Metropolitan Üniversitesinden Doçent Yan Xu ve ekibi, nanokanallardaki tek küçük moleküllerin akışını durdurup açabilen esnek, cam bazlı nanoakışkan bir cihaz geliştirdi.

Geliştirilen cihazın üst kısmında ince, esnek bir cam tabaka ve altta nanokanallar ve nanovalf yuvalarına sahip sert bir cam tabaka bulunuyor.

Araştırmacılar, valfi açıp kapatmak için esnek cam levhaya dış basınç uygulayarak, çözelti içindeki tek moleküllerin akışını doğrudan kontrol etmeyi başardıklarını açıkladı.

Çalışma Nano Letters dergisinde yayımlandı.

Kalp fonksiyonunu beyinde değerlendiren giyilebilir ultrasonik cihaz
ABD'de UC San Diego Jacobs Mühendislik Fakültesinde doktora öğrencisi olan Hao Huang ve arkadaşları, kalp fonksiyonunu beyinde değerlendiren giyilebilir ultrasonik cihaz geliştirdi.

Giyilebilir ultrasonik cihazda, insanın derisi ile cihaz arasında gerçek zamanlı özel bir bağlantı sistemi kullanıldığı açıklandı. Araştırmacılar, bu özel bağlantı sayesinde kalbin sol ventrikülün, hareket sırasında incelenmesinin mümkün kılındığını belirtti.

Araştırmacılar, giyilebilir ultrason sensörünün esnek olması sayesinde, egzersiz sırasında ve sonrasında kalp aktivitelerinin sürekli kaydedilmesine olanak tanındığını belirtti.

Elde edilen verilerin hastaların potansiyel risk faktörlerinin ve kalbin pompalama yeteneğindeki değişikliklerin belirlenmesinde kritik öneme sahip olduğu açıklandı.

Çalışma, Nature dergisinde yayımlandı.

Balığın beyninde biyoelektronik devre üretme olanağı doğdu
İsveç'in Linköping Üniversitesinden Prof. Dr. M. Berggren, enjekte edilebilir bir jel ile canlı dokuda elektrotlar üretti. Çalışmada ayrıca, beyine enjekte edildiğinde, glikoz ve laktaz gibi doğal olarak oluşan bileşiklerle reaksiyona girerek elektriği ileten bir jel oluşturan molekül karışımı geliştirildi.

Elektriksel olarak iletken jele dönüşebilen bu molekül kokteylini, canlı hayvanların beynine enjekte ederek biyoelektronik devre üretmenin mümkün olacağı açıklandı.

Araştırmacılar, bu elektronik devrelerin beyin ve sinirlerle etkileşime girerek onların aktivitelerini analiz edebileceğini açıkladı.

Çalışma ile zebra balıkları ve sülükler üzerinde yapılan deneylerin, ilerde canlı dokuda mikroçiplerin büyümesinin sağlanabileceği belirtildi.

Bu yöntemle, hastaların beynindeki bazı sorunların da tedavi edilebilmesinin önünün açılabileceğine inanılıyor.

Çalışma, Science dergisinde yayımlandı.

x ışınlarıyla tek bir atomun röntgen görüntüsü çekildi

Ohio Üniversitesi, Argonne Ulusal Laboratuvarı ve Illinois-Chicago Üniversitesinden Profesör Saw-Wai Hla, tek bir demir atomun röntgenini ilk kez çekmeyi başardıklarını açıkladı.

Atomların taramalı prob mikroskopları ile görüntülenebildiğini ama x ışınları olmadan bunların hangi atomlar olduğunun belirlenemediğine işaret eden Profesör Hla ve arkadaşları, kendi yöntemlerinde, x ışınlarının numuneye çarptığını ve çekirdek elektronlarını harekete geçirdiğini belirtti.

Ekip, kendi yöntemleriyle Argonne'un Gelişmiş Foton Kaynağındaki XTIP ışın hattında bir supramolekülün merkezindeki bir demir atomunun röntgenini görüntülemeyi başardıklarını açıkladı.

Çalışma, Nature dergisinde yayımlandı.