2022-ci ildə böyük alətlər böyük kimyanı inkişaf etdirdi
Nəhəng məlumat dəstləri və nəhəng cihazlar bu il alimlərə kimya ilə bağlı nəhəng miqyasda mübarizə aparmağa kömək etdi
tərəfindənAriana Remmel
Kredit: ORNL-də Oak Ridge Liderlik Hesablama Müəssisəsi
Oak Ridge Milli Laboratoriyasındakı Frontier superkompüteri, kimyaçılara əvvəlkindən daha mürəkkəb molekulyar simulyasiyalar üzərində işləməyə kömək edəcək yeni nəsil maşınların birincisidir.
Alimlər 2022-ci ildə böyük alətlərlə böyük kəşflər etdilər. Kimyəvi cəhətdən səriştəli süni intellektin son tendensiyasına əsaslanan tədqiqatçılar kompüterlərə görünməmiş miqyasda zülal strukturlarını proqnozlaşdırmağı öyrədərək böyük irəliləyişlər əldə etdilər. İyul ayında Alphabet şirkətinə məxsus DeepMind şirkəti strukturları ehtiva edən məlumat bazası dərc etdidemək olar ki, bütün məlum zülallar—100 milyondan çox növdən 200 milyondan çox fərdi zülal — AlphaFold maşın öyrənmə alqoritmi tərəfindən proqnozlaşdırıldığı kimi. Daha sonra, noyabr ayında Meta texnologiya şirkəti süni intellekt adlı alqoritmlə zülal proqnozlaşdırma texnologiyasındakı irəliləyişini nümayiş etdirdi.ESMFoldHələ ki, ekspertlər tərəfindən nəzərdən keçirilməmiş çapdan əvvəlki tədqiqatda Meta tədqiqatçıları yeni alqoritmlərinin AlphaFold qədər dəqiq olmadığını, lakin daha sürətli olduğunu bildiriblər. Artan sürət tədqiqatçıların cəmi 2 həftə ərzində 600 milyon strukturu proqnozlaşdıra bilməsi demək idi (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).
Vaşinqton Universitetinin (UW) Tibb Məktəbinin bioloqları kömək edirkompüterlərin biokimyəvi imkanlarını təbiətin şablonundan kənara çıxarmaqmaşınlara sıfırdan xüsusi hazırlanmış zülallar təklif etməyi öyrətməklə. UW-dən David Baker və komandası sadə tapşırıqları təkrarlayaraq təkmilləşdirməklə və ya mövcud strukturun seçilmiş hissələri arasındakı boşluqları doldurmaqla zülalları dizayn edə bilən yeni bir süni intellekt aləti yaratdılar (Elm2022, DOI:10.1126/science.abn2100Komanda həmçinin, birdən çox protein alt vahidinin dizayn edilmiş 3D formalarından və yığımlarından başlayaraq onları səmərəli şəkildə yaratmaq üçün lazım olan amin turşusu ardıcıllığını təyin edə bilən yeni bir proqram olan ProteinMPNN-i təqdim etdi (Elm2022, DOI:10.1126/science.add2187;10.1126/science.add1964Bu biokimyəvi cəhətdən səmərəli alqoritmlər alimlərə yeni biomateriallarda və əczaçılıq məhsullarında istifadə edilə bilən süni zülallar üçün planlar qurmağa kömək edə bilər.
Kredit: Ian C. Haydon/UW Zülal Dizayn İnstitutu
Maşın öyrənmə alqoritmləri alimlərə spesifik funksiyaları nəzərə alaraq yeni zülallar yaratmağa kömək edir.
Hesablama kimyaçılarının ambisiyaları böyüdükcə, molekulyar dünyanı simulyasiya etmək üçün istifadə edilən kompüterlər də artır. Oak Ridge Milli Laboratoriyasında (ORNL) kimyaçılar indiyə qədər qurulmuş ən güclü superkompüterlərdən birinə ilk dəfə nəzər saldılar.ORNL-in ekzassimilyasiyalı superkompüteri Frontier, saniyədə 1 kvintilyondan çox üzən əməliyyatı hesablayan ilk maşınlardan biridir ki, bu da hesablama arifmetikasının vahididir. Bu hesablama sürəti Yaponiyadakı hazırkı çempion Fugaku superkompüterindən təxminən üç dəfə sürətlidir. Növbəti ildə daha iki milli laboratoriya ABŞ-da ekzaskale kompüterlərini təqdim etməyi planlaşdırır. Bu müasir maşınların böyük kompüter gücü kimyaçılara daha böyük molekulyar sistemləri və daha uzun zaman miqyasında simulyasiya etməyə imkan verəcək. Bu modellərdən toplanan məlumatlar tədqiqatçılara kolbadakı reaksiyalar və onları modelləşdirmək üçün istifadə edilən virtual simulyasiyalar arasındakı boşluğu azaltmaqla kimyada mümkün olanların sərhədlərini genişləndirməyə kömək edə bilər. "Biz elə bir nöqtədəyik ki, nəzəri metodlarımızda və ya modellərimizdə nəyin çatışmadığı barədə suallar verməyə başlaya bilərik ki, bu da bizi bir təcrübənin bizə real olduğunu dediyi şeyə yaxınlaşdıracaq", - deyə Ayova Dövlət Universitetinin hesablama kimyaçısı və Exascale Hesablama Layihəsinin layihə rəhbəri Tereza Vindus sentyabr ayında C&EN-ə bildirib. Ekszaskale kompüterlərində işləyən simulyasiyalar kimyaçılara yeni yanacaq mənbələri icad etməyə və yeni iqlimə davamlı materiallar dizayn etməyə kömək edə bilər.
Ölkə daxilində, Kaliforniyanın Menlo Park şəhərində SLAC Milli Akselerator Laboratoriyası qurulurLinac Coherent Light Source (LCLS) üçün super sərin yeniləmələrBu, kimyaçılara atomların və elektronların ultrasürətli dünyasına daha dərindən nəzər salmağa imkan verə bilər. Qurğu, 3 km uzunluğunda xətti sürətləndirici üzərində qurulub və onun hissələri maye heliumla 2 K-yə qədər soyudulur və bu da rentgen sərbəst elektron lazeri (XFEL) adlanan super parlaq, supersürətli işıq mənbəyi növü istehsal edir. Kimyaçılar cihazların güclü impulslarından kimyəvi rabitələrin əmələ gəlməsi və fotosintetik fermentlərin işləməsi kimi saysız-hesabsız prosesləri izləməyə imkan verən molekulyar filmlər yaratmaq üçün istifadə ediblər. "Femtosaniyəlik bir parıltıda atomların hərəkətsiz dayandığını, tək atom rabitələrinin qırıldığını görə bilərsiniz", - Stanford Universiteti və SLAC-da birgə təyinatları olan materialşünas Leora Dresselhaus-Marais iyul ayında C&EN-ə bildirib. LCLS-ə edilən yeniləmələr, həmçinin alimlərə yeni imkanlar gələn ilin əvvəlində mövcud olduqda rentgen şüalarının enerjisini daha yaxşı tənzimləməyə imkan verəcək.
Kredit: SLAC Milli Akselerator Laboratoriyası
SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyasının rentgen lazeri Kaliforniyanın Menlo Park şəhərində 3 km uzunluğunda xətti sürətləndirici üzərində qurulub.
Bu il alimlər həmçinin çoxdan gözlənilən Ceyms Vebb Kosmik Teleskopunun (JWST) kəşf etmək üçün nə qədər güclü ola biləcəyini gördülər.kainatımızın kimyəvi mürəkkəbliyiNASA və onun tərəfdaşları — Avropa Kosmik Agentliyi, Kanada Kosmik Agentliyi və Kosmik Teleskop Elm İnstitutu — artıq ulduz dumanlıqlarının parlaq portretlərindən tutmuş qədim qalaktikaların elementar barmaq izlərinə qədər onlarla şəkil yayımlayıblar. 10 milyard dollarlıq infraqırmızı teleskop kainatımızın dərin tarixini araşdırmaq üçün hazırlanmış elmi cihazlar dəsti ilə təchiz olunub. Onilliklər ərzində JWST, oksigen, neon və digər atomların spektroskopik imzaları ilə tamamlanan, 4,6 milyard il əvvəl göründüyü kimi fırlanan qalaktikanın şəklini çəkərək mühəndislərinin gözləntilərini artıq üstələyib. Alimlər həmçinin ekzoplanetdəki buxar buludlarının və dumanının imzalarını ölçərək astrobioloqlara Yer kürəsindən kənarda potensial yaşayış üçün yararlı dünyalar axtarmağa kömək edə biləcək məlumatlar təqdim ediblər.
Yayımlanma vaxtı: 07 Fevral 2023