Türk bilimadamları, 'matematikçi molekül' geliştirdi

ANKARA - Geçen yılın TÜBİTAK ödüllü bilim adamı Bilkent Üniversitesi Öğretim Üyesi Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, hayal sınırlarını zorlayan icadıyla maddenin en küçük yapı taşlarından olan molekülleri, matematiksel işlem yapabilir hale getirdi.

İcatla, bilgisayar işlemcilerinin bu akıllı nano boyuttaki moleküllerden yapılabilmesi için ilk ve en önemli adım da atılmış oldu. Profesörün icadıyla, gelecekte çok daha küçük boyutta molekül bilgisayarların yapımı da hayal olmaktan çıktı.

Bilkent Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, çalışmasına ilişkin bilgi verirken, dünya genelinde başka araştırmacıların da moleküllerle elektronik devreler üzerine çalışmalar yürüttüğü anlattı. Akkaya, uzun yıllar süren araştırmaları sonucunda moleküller dünyasıyla makroskopik dünya arasında ışık aracılığıyla iletişim kurabilen bir dizi molekül geliştirmeyi başardıklarını bildirdi.

Kimyasal yollarla çinko ve kadmiyum gibi iyonları input olarak işleyen molekülün tüm tasarımını kendilerinin yaptığını anlatan Akkaya, moleküle ilişkin şu bilgileri verdi:

"Bu molekül, belirli dalga boylarında (farklı renklerde) ışık verebiliyor. Toplama ve çıkarma yapması için gerekli input kimyasal olarak verilebiliyor, output ise ışık ya da kimyasal formda olabiliyor.

Yaklaşık 0.1 nanometreküp hacimindeki floresans özellikli yeni molekülümüze ışık ve kimyasal inputlarla çalışıyor. Böylece istenen matematiksel işlemleri de yapabiliyor. Şu an sadece toplama ve çıkarma yapabilen molekül üzerinde ileride, şifreleme de dahil olamak üzere çok daha geniş alanda uygulamalar geliştirilecek."

"Molekülün sistem tasarımı çok iyi"

Söz konusu çalışmalarıyla bilgisayarların işlem yapan silisyum çiplerinin moleküllerle yapılmasının ilk ve en önemli adımını attıklarını belirten Akkaya, "Kimya alanında bu tip moleküller, biraz da şans eseri elde ediliyordu. Biz bu çalışmamızda ise ilk kez molekülü kendimiz tasarlayarak geliştirdik. Ne yaparsak nasıl davranır düşüncesiyle hareket ettik. Bu nedenle molekülün sistem tasarımı çok iyi ve o nedenle bilim dünyasında çok ses getirdi ve editörler tarafından çalışmamız kimyanın en prestijli dergisi Journal of the American Chemical Society dergisine kapak olarak seçildi" dedi.

Akkaya, derginin 132 yıllık yayın hayatında Türkiye'den sadece 7 makale yayınlandığını da belirterek, bunlardan 5'inin kendi laboratuvarındaki son 5 yıldaki çalışmaların sonuçlarına ait olduğunu söyledi.

Molekülleri akıllı hale getirdiklerini, bu moleküllerin dış dünyayla ve birbirleriyle iletişim kurabildiğini ifade eden Akkaya, daha sonraki çalışmalarında bunları birbirleriyle biraraya gelecek hale getireceklerini kaydetti.

Akıllı moleküller, bilgisayarların yapamadığını yapacak

Bilgiyi işleyebilen molekülün, aynen bilgisayarlarda silisyum işlemciler gibi bir takım input ve output sistemine göre çalıştığını bildiren Akkaya, "Bu çalışmanın bir ötesi için beklenen konu, bilgi işleyen bu molekülleri birararaya getirerek çok daha üst sistemlere ulaşmak. Bu şimdilik mümkün görünüyor. Bu sistem, özellikle çeşitli hastalıkların tedavisinde güdümlü ilaçlar için oldukça önem taşıyor" dedi.

İlk adımını attıkları çalışmalarında asıl hedeflerinin dışarıdan kontrol edebilebilen ya da kontrol programı yüklenebilir molekül tasarımları yapmak olduğunu dile getiren Akkaya, "Yani moleküler robotiğe doğru giden bir yapılara ulaşmak istiyoruz" dedi.

Akkaya, akıllı moleküllerin gelecekteki kullanımına ilişkin şöyle konuştu:

"Şimdiden 20 yıl sonra bilgisayar yerine bir kap içinde sıvı bir bilgisayar olur mu? diye düşündüğümüzde şu an bundan şüpheliyim. Ama bugün atılan temeller üzerine kurulacak moleküler sistemlerden yararlanarak yapılacak multi-fonksiyonel ilaç taşıyıcı sistemleri, ilaç taşıyıcı moleküler robotik sistemler, pekala mümkün olabilir. Yani aslında biz bugünün yarı iletken tabanlı bilgisayarlarının yaptığını değil, yapamadıklarını hedefliyoruz."

Bilkent Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi ve UNAM-Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Enstitüsü Müdür Yardımcısı Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, geçen yıl kanser tedavisinde umut olarak  gösterilen fotodinamik terapi yönteminin etkinliğini büyük oranda arttıran nanoteknoloji tabanlı, ileride de ilaç olarak geliştirilebilecek molekül senteziyle TÜBİTAK Bilim Ödülü almıştı.