Kütləvi alətlər 2022-ci ildə böyük kimyanı inkişaf etdirdi Nəhəng məlumat dəstləri və nəhəng alətlər elm adamlarına bu il kimya ilə nəhəng miqyasda mübarizə aparmağa kömək etdi

Kütləvi alətlər 2022-ci ildə böyük kimyanı inkişaf etdirdi

Nəhəng məlumat dəstləri və nəhəng alətlər elm adamlarına bu il nəhəng miqyasda kimya ilə mübarizə aparmağa kömək etdi

tərəfindənAriana Remmel

Kredit: ORNL-də Oak Ridge Liderlik Hesablama Mexanizmi

Oak Ridge Milli Laboratoriyasındakı Frontier superkompüteri kimyaçılara əvvəlkindən daha mürəkkəb molekulyar simulyasiyalar aparmağa kömək edəcək yeni nəsil maşınların ilkidir.

Alimlər 2022-ci ildə böyük ölçüdə alətlərlə böyük kəşflər etdilər. Kimyəvi cəhətdən səriştəli süni intellektin son tendensiyasına əsaslanaraq, tədqiqatçılar kompüterlərə zülal strukturlarını görünməmiş miqyasda proqnozlaşdırmağı öyrətməklə böyük irəliləyişlər əldə etdilər.İyul ayında Alphabet-ə məxsus DeepMind şirkəti strukturlarını ehtiva edən məlumat bazasını nəşr etdidemək olar ki, bütün məlum zülallar— AlphaFold maşın öyrənmə alqoritmi tərəfindən proqnozlaşdırıldığı kimi, 100 milyondan çox növdən 200 milyon üstəgəl fərdi zülallar.Sonra, noyabr ayında Meta texnoloji şirkəti protein proqnozlaşdırma texnologiyasındakı irəliləyişini AI alqoritmi ilə nümayiş etdirdi.ESMFold.Hələ nəzərdən keçirilməmiş çapdan əvvəlki araşdırmada Meta tədqiqatçıları onların yeni alqoritminin AlphaFold qədər dəqiq olmadığını, lakin daha sürətli olduğunu bildirdilər.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 kənarda genişləndirməkmaşınlara sıfırdan sifarişli zülallar təklif etməyi öyrətməklə.UW-dən David Baker və onun komandası, sadə göstərişlər əsasında təkrar təkmilləşdirməklə və ya mövcud strukturun seçilmiş hissələri arasındakı boşluqları doldurmaqla zülalları dizayn edə bilən yeni AI aləti yaratdılar (Elm2022, DOI:10.1126/science.abn2100).Komanda, həmçinin bir çox zülal alt bölmələrinin dizayn edilmiş 3D formaları və birləşmələrindən başlaya bilən və sonra onları səmərəli etmək üçün lazım olan amin turşusu ardıcıllığını təyin edə bilən yeni ProteinMPNN proqramını debüt etdi (Elm2022, DOI:10.1126/science.add2187;10.1126/science.add1964).Bu biokimyəvi cəhətdən fərasətli alqoritmlər elm adamlarına yeni biomateriallarda və əczaçılıq məhsullarında istifadə oluna biləcək süni zülalların planlarını yaratmaqda kömək edə bilər.

Kredit: Ian C. Haydon/UW Protein Dizayn İnstitutu

Maşın öyrənmə alqoritmləri alimlərə xüsusi funksiyaları nəzərə alaraq yeni zülallar yaratmağa kömək edir.

Hesablayıcı kimyaçıların ambisiyaları artdıqca, molekulyar dünyanı simulyasiya etmək üçün istifadə edilən kompüterlər də artır.Oak Ridge Milli Laboratoriyasında (ORNL) kimyaçılar indiyə qədər yaradılmış ən güclü superkompüterlərdən birinə ilk baxış keçirdilər.ORNL-in exascale superkompüteri, Frontier, saniyədə 1 kvintilyondan çox üzən əməliyyatı hesablayan ilk maşınlardan biridir, hesablama arifmetikasının vahidi.Bu hesablama sürəti Yaponiyada mövcud olan superkompüter Fuqakudan təxminən üç dəfə sürətlidir.Gələn il daha iki milli laboratoriya ABŞ-da yüksək səviyyəli kompüterləri debüt etməyi planlaşdırır.Bu ən müasir maşınların böyük kompüter gücü kimyaçılara daha böyük molekulyar sistemləri və daha uzun müddətlərdə simulyasiya etməyə imkan verəcək.Bu modellərdən toplanan məlumatlar, bir kolbadakı reaksiyalar və onları modelləşdirmək üçün istifadə edilən virtual simulyasiyalar arasındakı boşluğu daraltmaqla tədqiqatçılara kimyada mümkün olanın sərhədlərini aşmağa kömək edə bilər."Biz elə bir nöqtədəyik ki, nəzəri metodlarımızda və ya modellərimizdə əskik olan şeyin nə olduğuna dair suallar verməyə başlaya bilərik ki, bu da bizi bir təcrübənin bizə reallıq dediyinə yaxınlaşdıracaq", - Tereza Vindus, Ayova ştatından hesablama kimyaçısı Dövlət Universiteti və Exascale Computing Project ilə layihə rəhbəri, sentyabr ayında C&EN-ə bildirib.Mükəmməl kompüterlərdə işləyən simulyasiyalar kimyaçılara yeni yanacaq mənbələri ixtira etməyə və iqlimə davamlı yeni materialların dizaynına kömək edə bilər.

Ölkə daxilində, Kaliforniyanın Menlo Parkında SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriya quraşdırılırLinac Coherent Light Source (LCLS) üçün supercool təkmilləşdirmələriBu, kimyaçılara atomların və elektronların ultrasürətli dünyasına daha dərindən baxmağa imkan verə bilər.Obyekt X-şüaları sərbəst elektron lazer (XFEL) adlanan bir növ super parlaq, super sürətli işıq mənbəyi istehsal etmək üçün hissələri 2 K-a qədər maye heliumla soyudulan 3 km uzunluğunda xətti sürətləndirici üzərində qurulub.Kimyaçılar kimyəvi bağların əmələ gəlməsi və fotosintetik fermentlərin işləməsi kimi saysız-hesabsız prosesləri izləməyə imkan verən molekulyar filmlər hazırlamaq üçün alətlərin güclü impulslarından istifadə etdilər.Stenford Universiteti və SLAC-da birgə təyinatları olan material alimi Leora Dresselhaus-Marais iyul ayında C&EN-ə deyib: "Bir femtosaniyəlik flaşda atomların dayandığını, tək atom bağlarının qırıldığını görə bilərsiniz".LCLS-in təkmilləşdirilməsi, həmçinin gələn ilin əvvəlində yeni imkanlar istifadəyə verildikdə, alimlərə rentgen şüalarının enerjilərini daha yaxşı tənzimləməyə imkan verəcək.

Kredit: SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriya

SLAC Milli Sürətləndirici Laboratoriyasının rentgen lazeri Kaliforniya ştatının Menlo Parkında 3 km-lik xətti sürətləndirici üzərində qurulub.

Bu il elm adamları çoxdan gözlənilən James Webb Kosmik Teleskopunun (JWST) nə qədər güclü olduğunu gördülər.kainatımızın kimyəvi mürəkkəbliyi.NASA və onun tərəfdaşları – Avropa Kosmik Agentliyi, Kanada Kosmik Agentliyi və Kosmik Teleskop Elm İnstitutu artıq ulduz dumanlığının gözqamaşdıran portretlərindən tutmuş qədim qalaktikaların elementar barmaq izlərinə qədər onlarla şəkil yayımlayıb.10 milyard dollarlıq infraqırmızı teleskop kainatımızın dərin tarixini araşdırmaq üçün nəzərdə tutulmuş elmi alətlər dəstləri ilə təchiz olunub.Onilliklər ərzində yaradılan JWST, oksigen, neon və digər atomların spektroskopik imzaları ilə tamamlanan 4,6 milyard il əvvəl göründüyü kimi fırlanan qalaktikanın şəklini çəkərək mühəndislərinin gözləntilərini artıqlaması ilə üstələdi.Elm adamları, həmçinin ekzoplanetdə buxarlı buludların və dumanın izlərini ölçərək astrobioloqlara Yerdən kənarda potensial yaşayış üçün əlverişli dünyaları axtarmağa kömək edə biləcək məlumatlar təqdim etdilər.