T24- TÜBİTAK ödüllü Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, ‘toplama çıkarma yapan molekül’ sentezledi. Prof. Dr. Akkaya, hayal sınırlarını zorlayan çalışmasıyla maddenin en küçük yapı taşlarından olan molekülleri, matematiksel işlem yapabilir hale getirdi. Molekül, süper bilgisayarların ve programlanabilir robot ilaçların önünü açtı.
Bugünkü silikon bilgisayar çipleri yerine ‘nano’ boyutta bilgisayar işlemcileriyle çalışan süper bilgisayarların alması, bilim ve teknoloji dünyasında hararetle konuşulan konular arasında. Akkaya’nın çalışması da işlemcileri moleküllerden oluşan bu süper bilgisayarların hayal olmadığını gösterdi. Prof. Dr. Akkaya, toplama çıkarma yapabilen molekülüyle ‘akıllı ilaç’lar alanında da heyecan yarattı.
Akkaya’nın çalışması, kimya alanında dünyanın en prestijli dergilerinden ‘Journal of the American Chemical Society’ dergisine kapak olarak seçildi. Akkaya, derginin 132 yıllık yayın hayatında Türkiye’den sadece yedi makale yayımlandığını, bunlardan beşinin kendi laboratuvarında, son beş yılda yaptıkları çalışmalara dayandığını belirtti.
İki dünya arasında ışıkla iletişim
Bilkent Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Engin Umut Akkaya, çalışmasını Anadolu Ajansı muhabirine özetle şöyle tanıttı:
“Dünya genelinde moleküllerle elektronik devre kurmak üzerine çalışmalar yürüten başka araştırmacılar da var. Ekip uzun yıllar süren araştırma sonucu moleküller dünyasıyla makroskopik dünya arasında ışık aracılığıyla iletişim kurabilen bir dizi molekül geliştirmeyi başardı.
Geliştirilen molekül, kimyasal yollarla çinko ve kadmiyum gibi iyonları ‘input’ (girdi) olarak işliyor. Molekülün tüm tasarımı da ekibe ait. Prof. Dr. Engin Akkaya ‘akıllı molekül’ün işleyişini anlattı:
“Bu molekül, belirli dalga boylarında (farklı renklerde) ışık verebiliyor. Toplama ve çıkarma yapması için gerekli input (girdi) kimyasal olarak verilebiliyor, output (çıktı) ise ışık ya da kimyasal formda olabiliyor. Yaklaşık 0.1 nanometreküp hacimindeki floresan özellikli molekülümüz şu an sadece toplama-çıkarma yapabiliyor. Molekül üzerinde ileride, şifreleme de dahil olmak üzere çok daha geniş alanda uygulamalar geliştirilecek.”
En küçüklere ‘hükmetmek’
Elektronik iletişim, otomasyon ve bilgisayar kullanımı hızla yayılırken, en büyük rekabet alanlarından biri, ‘işlemcisi daha küçük, performansı daha yüksek’ bilgisayarlar geliştirmek. Ancak bugün kullanılan silikon bazlı işlemcilerle, bu hayalin sınırları var. İşlemcisi moleküllerden oluşan bilgisayarların ise bu konuda yepyeni ufuklar açması bekleniyor.
Akkaya da çalışmasıyla silisyum yerine molekülerden oluşan çiplerin ilk ve en önemli adımını attıklarını vurguluyor:
“Kimya alanında bu tip moleküller, biraz da şans eseri elde ediliyordu. Biz ilk kez molekülü kendimiz tasarlayarak geliştirdik. Ne yaparsak nasıl davranır düşüncesiyle hareket ettik. Molekülün sistem tasarımı çok iyi ve o nedenle bilim dünyasında çok ses getirdi. Çalışmamız kimyanın en prestijli dergisi Journal of the American Chemical Society dergisine kapak olarak seçildi.”
Dışarıdan aldıkları kimyasal uyarımlar sayesinde toplama ve çıkarma yapabilen moleküller, ‘dış dünya’yla ve ‘birbirleri’yle de iletişim kurabilir hale geldi.
Akkaya şimdi ‘bilgi işleyebilen molekülleri bir araya getirerek’ çok daha üstün sistemlere ulaşmayı istiyor: Örneğin, akıllı ilaçlara...
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.
Sıvı bilgisayar hâlâ zor ama...
Akıllı moleküllerin gelecekteki kullanımı nasıl olacak?: “20 yıl sonra bilgisayar yerine bir kap içinde sıvı 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, pekâlâ mümkün olabilir. Yani biz bugünün yarı iletken tabanlı bilgisayarlarının yaptığını değil, yapamadıklarını hedefliyoruz.”
TÜBİTAK ödülü sahibi
Prof. Dr. Engin Umut Akkaya: Bilkent Üniversitesi Kimya Bölümü Öğretim Üyesi ve UNAM-Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Enstitüsü Müdür Yardımcısı. Akkaya geçen yıl geliştirdiği bir başka molekül senteziyle TÜBİTAK Bilim Ödülü’nün sahibi olmuştu. Akkaya’nın molekül sentezinin ileride kanserde umut olarak gösterilen fotodinamik terapi yönteminde ilaç olarak kullanılabileceği belirtildi.
