Korona virüse karşı kullanılan yöntemler, kuantum pillerin yetenekleri, yenilenebilir enerji için kullanılan teknolojiler, mRNA teknolojisi ve 3D Baskılı OLED ekran teknolojisi, kanseri etkileyecek buluşlar, sürdürülebilir yaşamlar için farklı bakış açıları ve tıptaki yenilikler konularında bilim dünyasındaki gelişmeler i yazdık bu hafta.
SARS-CoV-2
Ohio Eyalet Üniversitesi‘ndeki virologlar, COVID-19’a neden olan SARS-CoV-2 virüsünün bağışıklık sisteminden atılması için kullandığı bir yöntemi gözlemlediler. Çalışmanın başyazarı, Ohio Eyaleti’nden Shan-Lu Liu‘ya göre, Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayınlanan bulgular COVID-19 salgınının neden hala devam ettiğini ve birçok semptomsuz vakaya neden olduğunu açıklamaya yardımcı olabilir.
SARS-CoV-2’yi 2003 SARS salgınına neden olan virüsle karşılaştıran araştırmacılar, mevcut virüsün özellikle bir hücreden diğer hücreye doğrudan atlama konusunda usta olduğunu gözlemlediler. Liu, “Hücreden hücreye iletimin antikor nötralizasyonuna karşı direnci, muhtemelen en son Omicron da dahil olmak üzere SARS-CoV-2 varyantları ortaya çıkmaya devam ederken izlememiz gereken bir şey” diyor.
Laboratuvar, virüsün bir hücreden diğerine tam olarak nasıl geçtiğini ve bunun ortaya çıkan yeni varyantların sayısını artırıp artırmadığını araştırmaya devam ediyor.
Kuantum Atılımı
araştırma ekibi, kuantum pillerin üretilmesini sağlayacak bir teorik yaklaşım ortaya koydular. Kuantum piller, hızlı şarj olma yetenekleriyle enerji depolamada devrim yaratabilir. Teknoloji, ışıkla şarj oldukları için güneş panellerinin enerjiyi toplaması ve depolaması için radikal yeni bir yol sağlayabilir ve güneşten gelen enerjinin öngörülemezliğini azaltabilir.
Adelaide Üniversitesi Fizik Bilimleri Fakültesi Başkanı Peter Veitch, ilerlemenin “yeni kompakt ve güçlü enerji depolama cihazları sınıfı” olasılığını ortaya çıkardığını söylüyor. Kuantum pillerin çalışma prensipleri biraz karmaşık.
Daha büyük pillerin geleneksel teknolojilerle şarj edilmesi daha uzun sürerken, kuantum piller için bunun tersinin geçerli olduğu teorik olarak ortaya konan bir gerçek. Ne kadar fazla parçacık varsa, enerjiyi o kadar hızlı emiyor ve tutuyorlar. Bilim insanları, süper emilim denilen bu kavramı kanıtladı.
Science Advancesdergisindeki yeni bulguların ilk yazarı olan Adelaide Üniversitesi’nden James Q.Quach, “Kuantum pillerin şarj güçlerinin pilin boyutundan daha hızlı artması teorik olarak mümkün, bu da hızlı şarjı sağlayabilir.” diyor
Denizin Altında Yenilenebilir Enerji
Ocean Battery adı verilen bir sistem, denizin dibinde yenilenebilir enerji depolamak için su akışını kullanıyor. Mühendisler, açık deniz rüzgâr ve güneş enerjisi tarlalarından artan yenilenebilir enerji depolamak için yeni teknolojiler üzerinde çalışıyorlar.
Bu sistemler, üretim azaldığında arzın sabit kalmasına yardımcı olabilir. Hollandalı Ocean Grazerşirketi tarafından geliştirilen Ocean Battery, pompalanmış hidro olarak bilinen başka bir depolama teknolojisini yeniden kullanıyor.
Modüler piller, fazla enerji depolamak için rüzgâr türbinleri gibi mevcut veya planlanan açık deniz yenilenebilir enerji kaynaklarının yakınına yerleştirilebilir. New Atlas‘a göre, tasarım 5 milyon galondan fazla tatlı su tutan bir beton tank kullanıyor.
Tank denizin dibine gömülüyor ve üzerinde esnek bir kese bulunuyor. Sistem, düşük basınçlı tanktaki suyu şişirilebilir keseye pompalamak için fazla enerjiyi kullanıyor.
Talebi karşılamak için bu enerjiye ihtiyaç duyulduğunda (Güneş battıktan sonra veya rüzgâr olmayan zamanlar.) kese serbest kalıyor ve üzerindeki deniz suyunun yüksek basıncı, içindeki tatlı suyu elektrik üreten bir türbin aracılığıyla rezervuara geri yolluyor.
Kalbi Hedeflemek
Pennsylvania Üniversitesi Perelman Tıp Fakültesi‘ndeki araştırmacılar, kalp yetmezliğine neden olabilecek aşırı aktif kalp hücreleriyle savaşmak adına vücuttaki bağışıklık hücrelerini programlamak için mRNA teknolojisini kullandılar.
Fibroblast adı verilen hücreler tarafından malzemelerin aşırı üretilmesinden kaynaklanan bir doku sertleşmesi olan fibrozis, kalp ve böbrek yetmezliği ile karaciğer hastalığı dahil olmak üzere potansiyel olarak ölümcül tıbbi durumlara yol açabiliyor.
Penn Medicine‘in baş bilimsel sorumlusu ve Science‘da yeni bir çalışmanın kıdemli yazarı Jonathan A. Epstein, “Bu teknoloji, muazzam bir tıbbi yükün üstesinden gelmek için ölçeklenebilir ve uygun fiyatlı bir yol olabilir.” diyor.
mRNA COVID-19 aşıları, insan hücrelerine korona virüsün spike proteini üretme talimatı vererek çalışıyor, böylece bağışıklık sistemi onu tanımayı ve ona saldırmayı öğreniyor.
Epstein ve ekibi, güçlü bağışıklık hücreleri olan T hücrelerini kalp yetmezliğinin araştırma modellerinde kardiyak fibroblastların peşine gidecek şekilde programlamak için aynı yöntemi kullandılar. Yeniden programlanan T hücrelerinin fibrozisi önemli ölçüde azalttığını buldular. Ekip bu teknolojiyi insanlı klinik deneylerinde test etmeyi umuyor.
Basılmaya Uygun OLED Yenilikleri
Minnesota Üniversitesi araştırmacıları, işlevsel ve esnek bir OLED ekranı 3D printer ile bastılar. Günümüzde televizyon ve akıllı telefon ekranlarında kullanılan ve organik ışık yayan diyot (OLED) ekranlar sadece mikrofabrikasyon tesislerinde üretilebiliyor.
Science Advances‘ta açıklanan bu yeni 3D baskı yöntemi, yetenekli bir masaüstü yazıcısı olan herkese OLED inovasyonunu genişletebilir. Başyazar Ruitao Su , “Tamamen 3D baskılı OLED’ler, yumuşak elektronik ve giyilebilir cihazlarda önemli uygulamalar için potansiyel olarak kullanılabilir.” diyor.
Minnesota ekibi, güçlendirilmiş 3D yazıcılarıyla 64 piksel ve 1,5 inç kare ekranı basmak için hibrit bir yaklaşım sergilediler. Ekranın altı katmanından dördü için standart bir ekstrüzyon baskı yöntemi kullandılar.
Ancak, ışık yayan iki katman için (Yeterli homojenliği elde etmek için tipik olarak termal buharlaştırma yöntemi kullanılarak üretilmesi gerekiyor.) makinelerini püskürtmeli baskıya çevirdiler. 2.000 kez büküldükten sonra bile esnek ekran, kayan “HELLO” mesajını ve ardından gülen bir yüz göstermeye devam etti.
Bu bir kuş! Bu bir uçak! Bu bir yakıt pili!
DLR Mühendislik Termodinamiği Enstitüsü( DLR Institute of Engineering Thermodynamics), Black Forest kampüsünün 2.000 metrekarelik bir bölümünü, uçaklara ve diğer araçlara güç sağlamak için hidrojen yakıt hücrelerinin test alanına dönüştürüyor,( Image credit: DLR).
Alman Havacılık ve Uzay Merkezi, uçaklar da dahil olmak üzere birçok araç türü için sıfır emisyonlu sistemler geliştirme hedefiyle yüksek teknolojili yakıt pilleri için yeni bir test alanının temelini attı. Black Forest’daki Empfingen İnovasyon Kampüsü’nde yer alacak test sahası, 2023’ün başlarında ilk operasyonlara hazır olabilecek.
Araştırmacılara, iklim bilimcileri ve havacılık liderlerinin ortak bir arayışı olan karbonsuz uçuş gibi iddialı bir hedef doğrultusunda çalışmaları için alan sağlayacak. Proje, dijital kontrol ve izleme teknolojileri ile birlikte hidrojen yakıt pilleri, depolama tankları ve motorlar dahil olmak üzere eksiksiz bir yürütme sistemi geliştirmeyi amaçlıyor. Almanya Ulaştırma Bakanlığı'ndan Steffen Bilger, projenin “hidrojen ve yakıt hücreli ticari yolcu havacılığına yönelik önemli bir adım” olduğunu söylüyor.
Projeye liderlik eden Mühendislik Termodinamiği Enstitüsü'nden araştırmacılar, 40 ila 60 yolcu kapasiteli bir ticari uçağı 1.000 kilometre menzille donatmaya yetecek kadar güçlü 1.5 megavatlık bir yakıt hücresi sistemi oluşturmayı planlıyor .
Alzheimer'ın Kökenlerini Çözmek
Alzheimer araştırmacıları, beyinde hastalıkla bağlantılı bir proteinin aynı anda birden fazla alanda çoğaldığını ve Alzheimer'ın nasıl ilerlediğine dair mevcut anlayışımıza meydan okuduğunu buldu, (Image credit: Meisl et al).
Cambridge Üniversitesi tarafından yönetilen bir araştırma ekibi, Alzheimer hastalığının insan beyninde sadece bir değil, birkaç kökeni olabileceğini keşfetti.
Alzheimer, semptomların ortaya çıkmasından on yıllar önce beyni etkilemeye başlayabildiğinden, araştırmacılar giderek onu erken tanımlamaya odaklanıyorlar. Science Advances'te yayınlanan bulgularla ilgili bir araştırmanın kıdemli yazarlarından Cambridge profesörü Tuomas Knowles'a göre , "Bu araştırma, kusurlu hayvan modelleri yerine insan verileriyle çalışmanın değerini gösteriyor... 15 yıl önce, temel moleküler mekanizmalar belirlendi. Biz ve diğerleri tarafından bir test tüpündeki basit sistemler için. Ancak şimdi bu süreci moleküler düzeyde gerçek hastalarda inceleyebiliyoruz, bu da bir gün tedavi geliştirmek için önemli bir adım.”
Araştırmacılar, zarar veren tau proteinlerinin oluşumunu izlemek için Alzheimer'ın her aşamasındaki hastalar ve ayrıca ölen hastalardan alınan beyin örnekleri de dahil olmak üzere insan çalışmalarından beş ayrı veri seti topladı.
Birleştirilmiş verileri bir makine öğrenimi algoritmasıyla analiz ettiklerinde, hastalığın ilerleme hızının, birinden diğerine yayılmayan, aynı anda birden fazla beyin bölgesinde plak oluşumuyla kontrol edildiğini buldular. Knowles, "Anahtar keşif, agregaların çoğalmasından ziyade çoğalmasını durdurmanın, üzerinde çalıştığımız hastalığın aşamalarında daha etkili olacağıdır." diyor.
Derin Sohbetler
Dominika kıyılarında ispermeçet balinaları üzerinde çalışan bilim insanları, türün dilini çözmek için makine öğrenimi teknolojilerini kullanıyor, (Image credit: Brian Skerry for National Geographic).
Deniz biyologları, davranışlarını ve iletişimini makine öğrenimi ile birlikte analiz ederek sonunda balinaların “dilini” çözmeyi umuyorlar.
Bilim adamları, insanlar gibi ispermeçet balinalarının karmaşık sosyal yaşamlar sürdüğünü biliyorlar. Bazı uzmanlar, dillerini anlamanın sayısız diğer türler hakkında daha fazla şey öğrenmemize yardımcı olabileceğine inanıyor. National Geographic , araştırmayla ilgili ayrıntılı bir makalede , Project CETI (Cetacean Translation Initiative için) olarak adlandırılan beş yıllık girişimin "muhtemelen tarihteki en büyük türler arası iletişim çabası" olduğunu söylüyor . Project CETI'ye katkıda bulunan profesör, dalgıç ve araştırmacı David Gruber, “Balinalarla ilgili gerçekten insan merakına dokunan bir şey var” diyor.
Kanadalı biyolog Shane Gero, Karayipler'deki ispermeçet balinalarının aile gruplarını tanımak için 13 yılını harcadı ve bu konuşmalar sırasında balinaların davranışları hakkında ayrıntılı notlarla eşleştirilmiş tıklama dillerinin binlerce kaydını aldı.
Yeni çaba içindil, robotik, kamera mühendisliği ve daha pek çok konuda uzman bir ekip, biyologların kelimeleri veya cümleleri temsil edebileceğine inandığı milyonlarca balina “kodasını”, ritmik bir dizi tıklamayı analiz etmek için yapay zekayı kullanacak. Ekip, balinaların nasıl iletişim kurduğunu ve birbirleriyle ne söylediklerini anlamaya çalışmak ve nihayetinde onlarla kendi dillerinde konuşmak için doğal dil işlemeyi kullanacak.
Beyin Kanserinde Atılım
Bilim adamları, bir hastanın beynine hedeflenmiş bir kanser ilacı vermek ve sonuçları doğrulamak için birkaç gelişmiş görüntüleme teknolojisi kullandılar, (Image credit: Kevin van Paassen/Sunnybrook Health Sciences Centre).
Vücudun bağışıklık sistemini hastalıklarla savaşması için tetikleyen antikor tedavileri, kanser tedavisinde umut verici ve hızla yayılan bir yaklaşım ancak beyindeki kanseri tedavi etmek, zararlı bakterilerin ve ilaçlar da dahil olmak üzere birçok molekülün beyne girmesini engelleyen “kan-beyin bariyeri” nedeniyle zor.
Bilim adamları, kanserle savaşan ilaçların doğrudan beyne ulaşmasına izin vererek bariyeri geçici olarak daha geçirgen hale getirmenin bir yolunu buldular.
Translational Medicine dergisinde yayınlanan, Toronto merkezli bir beyin cerrahı ve süreci detaylandıran bir makalenin baş yazarı olan Nir Lipsman, “İşlemin her yönü ilerleme kaydediyor” diyor .
Araştırmacılar, trastuzumab adı verilen bir bağışıklık uyarıcı molekülü beyne iletmek için bir dizi teknolojiyi birleştirdi. Deney, araştırmacıların beyni görmelerine ve tedaviyi gerçek zamanlı olarak hedeflemelerine olanak tanıyan bir manyetik rezonans görüntüleme (MRI) tarayıcısı içinde gerçekleşti.
Hastalar, beyinlerine ışık dalgaları ileten 1.000’den fazla ultrason dönüştürücüsü ile donatılmış özel bir kask taktılar. Aynı zamanda, araştırmacılar hastalara “lipid bazlı mikro-kabarcıklar” aşıladılar. Kombinasyon, kan-beyin bariyerini geçirgen hale getiren bir reaksiyon üretti. Bu yaklaşım ilacın beyindeki tümörlere daha kolay ulaştığını ve nihayetinde lezyonları küçülttüğünü gösterdi.
Yeni Beyin İmplantı : Görme engelli insanların basit şekilleri ve harfleri görmelerini sağlıyor
Bir mikroelektrik beyin implantı ve yapay retinaya sahip gözlükler, görme engelli olan bu hastada bazı görsel işlevlerin geri kazanılmasına yardımcı oldu, (Image credit: Asociación RUVID).
İspanya'nın Miguel Hernández Üniversitesi'ndeki (UMH) bilim adamları, görme engelli bir kadının beynine basit şekil ve desenleri görmesini sağlayan elektrotlar yerleştirdi.
Sadece dört milimetre genişliğindeki beyin implantı, UMH profesörü ve araştırma lideri Eduardo Fernández Jover'ın hasta için daha güvenli olduğunu söylediği daha düşük elektrik akımıyla bu sonuçları verdi. Yakın zamanda The Journal of Clinical Investigation'da yayınlanan çalışma , akımın beyin korteks fonksiyonunu veya yakındaki nöronları etkilemediğini de buldu.
Araştırmacılar yapay bir retina ile donatılmış bir çift gözlük oluşturdular. Gözlükler hastanın görme alanını kaydetti ve bilgiyi elektrik sinyallerine dönüştürdü, ardından bunları implanttaki hastanın serebral korteksini uyaran 100 mikro elektrota gönderdi. Jover, gözleri tamamen atlayarak, "Implante edilen kişi birkaç karmaşık uyarı modelini tanıyabildi ve şekilleri ve harfleri doğru bir şekilde algılayabildi" diyor.
Sertleştirilmiş Ahşap Bıçak : Ahşabın keskin bıçağa dönüşümü
Mühendisler, doğal ahşabı 23 kat daha sert hale getirmek için kimyasallar, ısı, basınç ve yağ kullandılar, ardından onu keskin bıçaklara ve sert çivilere dönüştürdüler, (Image credit: Bo Chen et al).
Maryland Üniversitesi'ndeki (UMD) mühendisler, çelik bir masa bıçağından üç kat daha keskin bir bıçak oluşturmak için süper sertleştirilmiş ahşap kullandılar.
Keskin bıçaklar genellikle yüksek kaliteli paslanmaz çelikten veya seramikten yapılır. Ahşap gibi yenilenebilir bir kaynağın daha sürdürülebilir bir üretim süreciyle kullanılması, daha düşük karbonlu bir geleceğin desteklenmesine yardımcı olabilir.
Araştırmacılar ahşabı sertleştirmek için iki aşamalı bir yaklaşım benimsediler . Önce ahşabı kimyasal bir solüsyonda 100 santigrat derecede kaynattılar. Bu, en güçlü bileşenini korurken, zayıf bir bağlayıcı malzeme olan lignin miktarını azalttı.
UMD'de makine mühendisliği profesörü ve Matter dergisinde yayınlanan yöntemle ilgili bir çalışmanın kıdemli yazarı Teng Li. "Ahşabın ana bileşeni olan selüloz, seramik, metal ve polimer gibi mühendislik malzemelerinin çoğundan daha yüksek bir mukavemet-yoğunluk oranına sahiptir, ancak mevcut ahşap kullanımımız tam potansiyeline zar zor dokunuyor" diyor.
İkinci adımda, Li'nin ekibi, suyu uzaklaştıran ve ahşabı daha yoğun hale getiren ısı ve basınç uyguladı. Mühendislik malzemesi, doğal ahşaptan 23 kat daha sertti ve çok daha az kusura sahipti.
Vücuda Yapılan Yama
aşı yaması üretti, (Image credit: The University of North Carolina at Chapel Hill).
Stanford ve Kuzey Carolina Üniversitesi’nden (UNC) araştırmacılar, kola yapılan bir iğneye göre 10 kat daha fazla bağışıklık tepkisi üreten mikro iğneli bir aşı yamasını 3D yazdırdı.
UNC’ye göre aşı yaması; acısız, soğuk depolama gerektirmeyen ve kendi kendine uygulanabilen aşıları sunmanın yeni bir yolunu açıyor.
UNC’nin Tıp Okulu’ndan araştırmacı Shaomin Tian, ekip yaklaşımının mikro iğneleri doğrudan 3D olarak basmalarına izin verdiğini, bunun da performans ve maliyet açısından en iyi mikro iğneleri yapmak için çok sayıda tasarım özgürlüğü sağladığını söylüyor.
Ekip , Ulusal Bilimler Akademisi Bildirilerinde ( Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS)) çalışmaları hakkında bir makale yayınladı ve Pfizer ve Moderna'nın COVID-19 aşıları gibi mRNA aşıları için mikro iğne yamaları geliştirmeyi planladığını da belirtti.
Hassas Depresyon Savaşçısı
California San Francisco Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, bir hastanın şiddetli depresyonunu başarılı bir şekilde tedavi etmek için hassas derin beyin stimülasyonu (precision deep-brain stimulation (DBS)) kullandı.
Şiddetli, tedaviye dirençli depresyonu olan hastalar, biri veya birkaçının kombinasyonu biraz rahatlama sağlayana kadar birden fazla ilacı denemek için aylar veya yıllar harcayabilir.
Depresyon, yaşam boyu süren ve yaşamı tehdit eden bir bozukluk olabilir: Amerikan İntiharı Önleme Vakfı'na göre, intiharın önde gelen nedenidir.
Epilepsi hastalarında yapılan önceki araştırmalara dayanarak, beyin cerrahı Edward Chang, şiddetli depresyondan muzdarip Sarah adlı bir kadının beyninde “depresyon devresini” ve ilgili bir biyobelirteç buldu.
Sarah'nın beynine iki elektrotlu bir DBS cihazı yerleştirdiler ve bir kurşunu biyolojik belirteci buldukları bölgeye, diğerini ise uyarımın semptomları hafifletmesinin en muhtemel olduğu depresyon devresinin yakınına yerleştirdiler.
Biyobelirteç için sürekli izlenen ilk kurşun; algıladığında, diğerine elektrik uyarımı yayması için sinyal verdi.
Ekibin Nature Medicine'de yayınlanan makalesinin ilk yazarı Katherine Scangos, “Bu özelleştirilmiş tedaviyi depresyonlu bir hastaya verebildik ve semptomlarını hafiflettik” diyor. Ve sözlerine şöyle devam ediyor "Psikiyatride daha önce bu tür kişiselleştirilmiş terapiyi yapamadık ."
Sonuç
COVID-19 ile beraber normalin “Yeni Normal”e evrildiği iş-yaşam dünyamızda enerji ve sağlık sorunları‘nın çözümleri için bilim dünyasındaki bu vb. yeni/harika gelişmelerle ilgili çalışmaların gelişen teknolojiyle beraber daha yoğun ve çeşitlilik kazanarak sürdürülmesi geleceğe dokunan, geleceği bugüne yakınsatan bilim insanları ile daha ileri seviyelerde mümkün olacaktır.
Sevgiyle ve Sağlıkla Kalın.
ncmCozdmr
Kaynaklar :
1. geturkiyeblog com/bilim-dunyasindaki-5-yeni-gelisme-27/
Bilim Dünyasındaki 5 Yeni Gelişme
9 Şubat 2022
2. geturkiyeblog com/bilim-dunyasinda-5-harika-gelisme/
Bilim Dünyasında 5 Harika Gelişme
20 Ocak 2022
3. www ge com/news/reports/the-5-coolest-things-on-earth-this-week-87
The 5 Coolest Things On Earth This Week
Rebecca M. Oliver
November 18, 2021
4. www ge com/news/reports/the-5-coolest-things-on-earth-this-week-86
The 5 Coolest Things On Earth This Week
Rebecca M. Oliver
November 03, 2021
5. www ge com/news/reports/the-5-coolest-things-on-earth-this-week-85
The 5 Coolest Things On Earth This Week
Rebecca M. Oliver
October 15, 2021
6. www ge com/news/reports/the-5-coolest-things-on-earth-this-week-83
The 5 Coolest Things On Earth This Week
Rebecca M. Oliver
October 04, 2021
7. www eurekalert org/news-releases/931555
NEWS RELEASE 20-OCT-2021
Researchers make hardened wooden knives that slice through steak
Peer-Reviewed Publication
CELL PRESS
Hüsnü Baysal’ın katkılarıyla