Geride bırakılan yıla damga vuran buluşlar ortasında, iki Türk bilim insanı tarafından geliştirilen birinci m-RNA tabanlı aşı başı çekerken yapay zeka yardımıyla kanser teşhisinin konulması, nanoteknoloji ile uzaktan denetimli hormon salgılanması, hastaların çok daha az X-ışını alacakları yeni röntgen teknolojileri sıhhat alanında orijinal teknolojilerin kapılarını araladı.
Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ) Kimya Kısmı Öğretim Üyesi Prof. Dr. Ural Akbulut, memleketler arası mecmualar Science ve Nature ile kıymetli bilimsel konferanslar üzere kaynaklardan, 2020’de bilim dünyasında yaşanan değerli gelişmeleri, yüzlerce buluş ortasından derledi.
Buna nazaran, 2020’de dünyayı saran yeni tip koronavirüs (Kovid-19) salgının önüne geçmek için dünyanın değerli laboratuvarları aşı için seferber oldu.
Geride kalan yılda, BioNTech tarafından üretilen Kovid-19 aşısı, dünyada kullanıma giren birinci m-RNA tabanlı aşı olarak tarihe geçti.
Birinci aşının Çin’de çiçek hastalarından alınan yara kabuklarıyla yapılmasının akabinde geçen 1000 yılda, meyyit yahut zayıflatılmış virüsler ya da virüsün makul bir kısmı kullanılarak yapılan aşılar bugün tüm ülkelerde kullanılırken BioNTech tarafından üretilen Kovid-19 aşısı, bu teknolojinin dışında kullanıma sunulan birinci aşı oldu.
Almanya’da Mainz Üniversitesinde deneysel onkoloji uzmanı Prof. Dr. Uğur Şahin ve tıpkı üniversitede vazifeli eşi Dr. Hasret Türeci tarafından geliştirilen aşı için gerekli olan m-RNA, BioNTech Laboratuvarlarında üretildi.
Aşının bu kadar çabuk üretilmesi, Çinli araştırmacıların virüsün moleküler yapısını belirleyip dünyadaki tüm bilim beşerlerine çabucak duyurması sayesinde gerçekleşti. BioNTech, virüsün dışındaki membran üzerinde bulunan ve “spike protein” denilen protein uzantılarının moleküler yapısı açıklanınca o protein uzantılarının üretilmesi için gereken bildirisi taşıyan m-RNA’ları laboratuvarda üretti.
Üretilen m-RNA’lar lipidle kaplanarak aşı haline getirildi. Aşı ile bedene giren m-RNA’lar insan hücrelerine bağlanıp o hücrelerin virüsteki protein uzantılarının benzerini üretmeleri için gereken iletisi hücrelere aktarıyor. Bedende üretilen bu protein uzantılar, bedenin müdafaa düzeneği tarafından yok edildikçe virüse karşı antikorlar üretilmiş oluyor. Virüs, aşılanmış bireye bulaşırsa çabucak yok ediliyor.
Yapay zeka yardımıyla kanser tanısı gerçekleştirildi
İngiltere’deki Imperial College London’a bağlı olan Kanser Araştırma Merkezi, “Deep Mind” isimli yapay zeka sistemini kullanarak kanser tanısı yapmayı başardı.
İngiltere ve ABD’de göğüs kanseri olan ve isimleri zımnî tutulan 76 bin bayanın röntgenleri yapay zeka yardımıyla incelendi ve radyologlardan daha iyi sonuçlar elde edildi. İngiltere’de Ulusal Sıhhat Servisi kurallarına nazaran bayanların göğüs röntgen sinemaları iki radyolog tarafından incelenerek kanser tanısı konuluyor.
Yapay zeka yardımıyla daha evvel radyologlar tarafından olumlu yahut negatif kanser tanısı konulan bayanların kimilerinde kusur yapılmış olduğu kanıtlandı. Yalnızca bir radyolog tarafından röntgen sinemaları incelenerek göğüs kanseri tanısı konulan bayanların yüzde 1,2’sinin aslında kanser olmadığı, yapay zeka tarafından belirlendi.
Yapay zeka, ayrıyeten tek radyolog tarafından göğüs kanseri olmadığı tanısı konulan bayanların yüzde 2,7’sinin aslında kanser olduğunu belirlemeyi de başardı. Araştırmacılar, yapay zeka sayesinde radyologların vakti başka kıymetli çalışmaları için kullanabileceğini açıkladı. Bu çalışmanın bilimsel sonuçları Nature mecmuasında yayımlandı.
Nanoteknoloji ile uzaktan denetimli hormon salgılama tekniği
ABD’de Materyal Bilimleri ve Bilişsel Bilimler alanlarında uzman olan Prof. Dr. P. Anikeeva ve takımı, manyetik nano parçacıklar yardımıyla adrenal bezini uyararak adrenalin ve kortizon hormonları üretmeyi başardı. ABD üniversitelerinden MIT’de gerçekleştirilen buluşun hormonlarla ilişkili kimi ruhsal bozuklukların tedavisi için yeni imkan sağlayabileceği açıklandı.
Profesör Anikeeva, adrenalin ve kortizon üzere gerilim hormonlarının olağandışı düzeylere çıkmasının, depresyon ve travma sonrası gerilim bozukluğu üzere sıhhat sıkıntılarıyla bağlı olduğunu vurguladı. Yeni buluşun hormon salınımının ruh sıhhatini nasıl etkilediği hakkında daha fazla bilgi edinebileceği açıklandı. Profesör Ankeeva, “Merkezi hudut sistemine invaziv teşebbüs yapmaktansa, periferik organ işlevini modüle ederek gerilim bozukluklarını inceleyip akabinde nasıl tedavi edebileceğimizi araştırıyoruz.” dedi. Bu çalışma ise Science Advances mecmuasında yer aldı.
Röntgen sinema çekimleri için 100 kat daha hassas algılayıcı geliştirildi
ABD’de Los Alamos Ulusal Laboratuvarı ile Argonne Ulusal Laboratuvarı’nın ortak araştırmaları sonucunda perovskit isimli kalsiyum titanat mineralinden ince sinemalar üretildi. Perovskit ince sinemalar kullanılarak dışardan güç verilmesine gerek bırakmayan X-ışınları algılayıcıları yapıldı. Bu yeni algılayıcılar, X-ışınlarının fotonlarını elektrik sinyallerine çevirebildiği için dışardan bir güç kaynağına gereksinim duyulmuyor.
Bu algılayıcılar bugün kullanılan silisyum temelli algılayıcılardan 100 kat daha hassas oldukları için hastaların çok daha az X-ışını alacakları açıklandı.
Proje çalışanlarından Dr. H. Tsai, perovskit algılayıcıların maliyetinin çok düşük olduğunu ve ileride çok yeni uygulamalarda kullanılabileceğini vurguladı. Perovskit sinemaların; istenilen yüzeylere çözelti püskürterek de oluşturulabileceğini belirten Dr. Tsai, bu teknikle maliyetin daha da düşeceğini açıkladı. Araştırmacılar, silisyum algılayıcıları için vakum altında ve yüksek sıcaklıklarda metallerin buharlaştırılması gerektiğinden maliyetin arttığını ancak perovskit teknolojisinde buna gerek olmadığını açıkladı. Bu çalışma ile ilgili bilimsel makale Science Advances mecmuasında yayımlandı.
Düz şeffaf plakadan panoramik mercek yapıldı
ABD’de fotoğraf çekerken geniş açıyla panoramik imaj alabilmek için kullanılan ve balık gözü olarak bilinen mercekler üzere manzara almayı sağlayan düz bir mercek yapıldı.
MIT’de materyal mühendisliği uzmanı olan Doç. Dr. J. Hu ve takımı, tek kesim düz bir şeffaf plakadan yüksek çözünürlükte panoramik manzara almayı başardıklarını açıkladı. Daha evvel yapılan çalışmalarda yalnızca 60 derecelik bir açı kapsanabilirken MIT’de bu yıl geliştirilen düz mercek, 180 dereceyi kapsayan imajlar alınmasını sağlıyor.
Hu ve takımının düz merceği, kalsiyum florürden yapılan şeffaf bir plakadan oluşuyor. Bu araştırmada, görünür ışık değil, kızıl ötesi ışık kullanıldığı lakin mercek dizaynının görünür ışık için de uygun olduğu açıklandı. Araştırmacılar, bu teknolojinin cep telefonlarında ve diz üstü bilgisayarlarda da kullanılabileceğini vurguladı. Bu çalışmanın bilimsel sonuçları Nano Letters Mecmuası’nda yayımlandı.
Dünyada birinci sefer oda sıcaklığında harika iletken yapıldı
Harika iletken materyal 1911’de keşfedilmiş ve cıvanın -268,9 derece üzere çok düşük sıcaklıklarda elektrik direncinin sıfırlandığı açıklanmıştı. Bugüne kadar muhteşem iletkenlik çok düşük sıcaklıklarda elde edilebildiği için soğutma masrafı çok yüksekti.
ABD’de Nevada Üniversitesi (Las Vegas) ve Rochester Üniversitesindeki fizik kısımlarının ortak çalışmasıyla hidrojen, karbon ve kükürt elementlerinden sentezlenen husus ile oda sıcaklığındaki birinci muhteşem iletken üretildi.
Yeni üretilen gerecin çok yüksek basınç altında ve oda sıcaklığında üstün iletken olduğu açıklandı. Rochester Üniversitesinde Yardımcı Profesör olan Dr. R. Dias ile Nevada Üniversitesi (Las Vegas) fizik kısmında Yardımcı Profesör olan A. Salamat’ın ortak çalışması, Nature mecmuasına kapak oldu.
Birtakım canlı bitkilerin daima ışık saçması sağlandı
Rusya Biyoorganik Kimya Enstitüsü, Londra Tıp Bilimleri Enstitüsü ve Avusturya Bilim ve Teknoloji Enstitüsünün ortak çalışması sonucunda, evvelki denemelere oranla bitkilerin daha parlak ve daima ışık yayması sağlandı. Araştırmacılar, birtakım mantarlarda bulunan ve onların parlamalarını sağlayan biyolüminesans özelliğinin birden fazla bitkiye aktarılabileceğini belirledi. Akabinde parlama özelliği olan mantarlardan alınan DNA’ları uygun bitkilere aktararak onların da parlak ışık saçması sağlandı.
Rus takımından Dr. I. Yampolsky ve İngiliz takımından K. Sarkisyan, bu teknik sayesinde bitkilerin çok parlak ışık saçtığını ve bu özelliklerinin ömürleri boyunca süreceğini açıkladı. Bu özelliğin, bitkilerin iç işleyişinin izlenmesini sağlayacağı ve parlama özelliklerini muhafazaları için daha evvelki çalışmaların tersine, bitkilere rastgele bir ilaç desteği gerekmeyeceği vurgulandı. Bu çalışma, Nature Biotechnology mecmuasında yayımlandı.
Avustralya’da tek bir optik yonga ile internet sürat rekoru kırıldı
Avustralya’daki Monash, Swinburne ve RMIT üniversitelerinin ortaklaşa yürüttüğü araştırma sonucunda mikro-tarak ismi verilen optik yonga ile internette sürat rekoru kırıldı. Bu rekor sırasında, data aktarma suratı saniyede 44,2 terabit seviyesine ulaştı.
Rekorun kırılmasını sağlayan mikro-tarak, Avusturya’nın Swinburne Üniversitesinde misyonlu Prof. Dr. Dr. Moss ve grubu tarafından geliştirilmişti. Profesör Moss, geliştirdiği mikro-tarak ile yapılan yeni buluş konusunda “Mikro-tarakların, ultra yüksek bant genişliğine sahip fiber optik telekomünikasyon alanındaki yeteneklerinin hayata geçtiğini görmek hakikaten heyecan verici. Bu çalışma, tek bir yonga kaynağından tek bir optik fiberde bant genişliği açısından dünya rekoruna sahip.” dedi. Bu çalışmanın bilimsel bilgileri, Nature Communications mecmuasında yer aldı.
Birinci kere iki atomun birleşmesi ve ayrılması görüntülendi
Almanya’nın Ulm Üniversitesinde Gereç Bilimleri uzmanı olan Prof. Dr. U. Kaiser ve İngiltere’de Nottingham Üniversitesi profesörlerinden A. Khlobystov, iki atomun birleşmesini ve ayrılmasını canlı gözlemlemeyi başardı.
Atomlar, optik mikroskoplarla görülemedikleri için elektron mikroskopları geliştirildi. Fakat atomların birleşip ayrılmalarının izlenmesi bu yeni teknoloji sayesinde birinci kere başarıldı.
Araştırmacılar, Geçirimli Elektron Mikroskobu kullandıklarını ve karbon nano tüpler yardımıyla birleşmiş iki Renyum atomunu yakaladıklarını açıkladılar. Renyum atomlarının çapı epeyce büyük olduğu için hareket ederken görüntülenebildikleri açıklandı. Araştırmacılar, Renyum atomlarının ikisinin birleştiğini ve daha sonra titreşmeye başlayıp birbirlerinden ayrıldıklarını kanıtlayan görüntüyü yayımladı. Bu değerli keşifle ilgili bilimsel makale, Science Advances mecmuasında yayımlandı.
Güneşin görünür bölgedeki tüm ışınlarını kullanma imkanı doğdu
ABD’de Ohio State Üniversitesinin Kimya Kısmında Prof. Dr. C. Turro, güneş ışınlarının görünür bölgesindeki tüm ışınların gücünün kullanılmasını sağlayan bir molekül geliştirdi. Böylelikle birinci defa güneşin görünür bölgedeki tüm ışınlarını kullanarak elektrik üretilmesi ve birebir anda üretilen elektrikle hidrojen gazı elde edebilmeleri mümkün oldu.
Bu sistem ile var olan güneş güç panellerine oranla yüzde 50 daha fazla randıman elde edildiği açıklandı. Bu çalışmayla ilgili bilimsel sonuçlar, Nature Chemistry mecmuasında yayımlandı.
Memurlar
