Chuir uirlisí ollmhóra ceimic mhór chun cinn in 2022
Chabhraigh tacair sonraí ollmhóra agus ionstraimí ollmhóra le heolaithe dul i ngleic leis an gceimic ar scála ollmhór i mbliana.
agAriana Remmel
Creidmheas: Áis Ríomhaireachta Ceannaireachta Oak Ridge ag ORNL
Is é sár-ríomhaire Frontier ag Saotharlann Náisiúnta Oak Ridge an chéad cheann de ghlúin nua meaisíní a chabhróidh le ceimiceoirí insamhaltaí móilíneacha a dhéanamh atá níos casta ná riamh.
Rinne eolaithe fionnachtana móra le huirlisí ollmhóra in 2022. Ag cur leis an treocht le déanaí maidir le hintleacht shaorga atá inniúil ó thaobh na ceimice de, rinne taighdeoirí dul chun cinn mór, ag múineadh do ríomhairí struchtúir próitéine a thuar ar scála gan fasach. I mí Iúil, d’fhoilsigh an comhlacht DeepMind, atá faoi úinéireacht Alphabet, bunachar sonraí ina raibh struchtúirbeagnach gach próitéin ar a dtugtar—Breis is 200 milliún próitéin aonair ó bhreis is 100 milliún speiceas—mar a tuaradh ag an algartam foghlama meaisín AlphaFold. Ansin, i mí na Samhna, léirigh an comhlacht teicneolaíochta Meta a dhul chun cinn i dteicneolaíocht tuartha próitéine le halgartam AI ar a dtugtarESMFillteI staidéar réamhchló nach bhfuil athbhreithnithe piaraí déanta air go fóill, thuairiscigh taighdeoirí Meta nach bhfuil a n-algartam nua chomh cruinn le AlphaFold ach go bhfuil sé níos tapúla. Chiallaigh an luas méadaithe gur fhéadfadh na taighdeoirí 600 milliún struchtúr a thuar i gceann coicíse amháin (bioRxiv 2022, DOI:10.1101/2022.07.20.500902).
Tá bitheolaithe i Scoil an Leighis in Ollscoil Washington (UW) ag cabhrúcumais bithcheimiceacha ríomhairí a leathnú thar theimpléad an nádúirtrí mhúineadh do mheaisíní próitéiní saincheaptha a mholadh ón tús. Chruthaigh David Baker ó UW agus a fhoireann uirlis nua AI ar féidir léi próitéiní a dhearadh trí fheabhas a chur ar leideanna simplí de réir a chéile nó trí na bearnaí idir codanna roghnaithe de struchtúr atá ann cheana a líonadh (Eolaíocht2022, DOI:10.1126/eolaíocht.abn2100Chomh maith leis sin, rinne an fhoireann clár nua a nochtadh, ProteinMPNN, ar féidir leis tosú ó chruthanna 3T agus tionóil deartha d’fho-aonaid próitéine iolracha agus ansin na seichimh aimínaigéid is gá chun iad a dhéanamh go héifeachtúil a chinneadh (Eolaíocht2022, DOI:10.1126/eolaíocht.add2187;10.1126/eolaíocht.add1964D’fhéadfadh na halgartaim seo atá eolach ó thaobh na bithcheimice de cabhrú le heolaithe pleananna a thógáil do phróitéiní saorga a d’fhéadfaí a úsáid i mbithábhair agus i gcógaisíocht nua.
Creidmheas: Ian C. Haydon/Institiúid UW um Dhearadh Próitéine
Tá halgartaim foghlama meaisín ag cabhrú le heolaithe próitéiní nua a chumadh le feidhmeanna sonracha i gcuimhne.
De réir mar a fhásann uaillmhianta na gceimiceoirí ríomhaireachtúla, fásann na ríomhairí a úsáidtear chun an domhan móilíneach a insamhladh freisin. I Saotharlann Náisiúnta Oak Ridge (ORNL), fuair ceimiceoirí a gcéad léargas ar cheann de na sár-ríomhairí is cumhachtaí a tógadh riamh.Sár-ríomhaire exascála ORNL, Frontier, tá sé i measc na chéad mheaisíní chun níos mó ná 1 quintillion oibríocht snámhach in aghaidh an tsoicind a ríomh, aonad uimhríochta ríomhaireachtúla. Tá an luas ríomhaireachta sin thart ar thrí huaire níos tapúla ná an curadh reatha, an sár-ríomhaire Fugaku sa tSeapáin. Sa bhliain seo chugainn, tá sé beartaithe ag dhá shaotharlann náisiúnta eile ríomhairí exascale a chur i láthair sna Stáit Aontaithe. Cuirfidh cumhacht ríomhaireachta ollmhór na meaisíní úrscothacha seo ar chumas ceimiceoirí córais mhóilíneacha níos mó fós a insamhladh agus ar scálaí ama níos faide. D’fhéadfadh na sonraí a bhailítear ó na samhlacha sin cabhrú le taighdeoirí teorainneacha a bhrú maidir leis an méid is féidir sa cheimic tríd an bhearna idir na frithghníomhartha i bhfleascán agus na hinsamhaltaí fíorúla a úsáidtear chun iad a shamhaltú a chúngú. “Táimid ag pointe inar féidir linn tosú ag cur ceisteanna i ndáiríre faoi cad atá in easnamh ó ár modhanna teoiriciúla nó ár samhlacha a thabharfadh níos gaire dúinn don rud atá turgnamh ag insint dúinn atá fíor,” a dúirt Theresa Windus, ceimiceoir ríomhaireachtúil in Ollscoil Stáit Iowa agus ceannaire tionscadail leis an Tionscadal Ríomhaireachta Exascale, le C&EN i mí Mheán Fómhair. D’fhéadfadh insamhaltaí a dhéantar ar ríomhairí exascála cabhrú le ceimiceoirí foinsí breosla nua a chumadh agus ábhair nua atá athléimneach ó thaobh aeráide de a dhearadh.
Ar fud na tíre, i Menlo Park, California, tá Saotharlann Luasghéaraithe Náisiúnta SLAC á suiteáiluasghráduithe thar a bheith fionnuara ar an bhFoinse Solais Chomhtháite Linac (LCLS)a d’fhéadfadh ligean do cheimiceoirí breathnú níos doimhne isteach i saol an-tapa na n-adamh agus na leictreon. Tá an tsaoráid tógtha ar luasaire líneach 3 km, a bhfuil codanna de fuaraithe le héiliam leachtach síos go 2 K, chun cineál foinse solais thar a bheith geal, thar a bheith gasta ar a dtugtar léasar saorleictreon X-ghathach (XFEL) a tháirgeadh. Tá ceimiceoirí tar éis bíoga cumhachtacha na n-ionstraimí a úsáid chun scannáin mhóilíneacha a dhéanamh a chuir ar a gcumas féachaint ar réimse próiseas, amhail bannaí ceimiceacha ag foirmiú agus einsímí fótaisintéiseacha ag dul ag obair. “I splanc femtosoicind, is féidir leat adaimh a fheiceáil ina seasamh, bannaí adamhacha aonair ag briseadh,” a dúirt Leora Dresselhaus-Marais, eolaí ábhar le ceapacháin chomhpháirteacha in Ollscoil Stanford agus SLAC, le C&EN i mí Iúil. Cuirfidh na huasghráduithe ar LCLS ar chumas eolaithe fuinnimh na X-ghathanna a choigeartú níos fearr nuair a bheidh na cumais nua ar fáil go luath an bhliain seo chugainn.
Creidmheas: Saotharlann Luasghéaraithe Náisiúnta SLAC
Tá léasar X-ghathaithe Saotharlann Luasghéaraithe Náisiúnta SLAC tógtha ar luasghéaraitheoir líneach 3 km i Menlo Park, California.
I mbliana, chonaic eolaithe freisin cé chomh cumhachtach is a d’fhéadfadh Teileascóp Spáis James Webb (JWST), a bhí i bhfad i ndán dó, a bheith chun an... a nochtadhcastacht cheimiceach ár gcruinneTá mórán íomhánna eisithe ag NASA agus a chomhpháirtithe—Gníomhaireacht Spáis na hEorpa, Gníomhaireacht Spáis Cheanada, agus Institiúid Eolaíochta Teileascóp Spáis—cheana féin, ó phortráidí iontacha de néalta réaltacha go dtí méarloirg eiliminteacha réaltraí ársa. Tá an teileascóp infridhearg $10 billiún feistithe le sraith ionstraimí eolaíochta atá deartha chun stair dhomhain ár gcruinne a iniúchadh. Le blianta fada á dhéanamh, tá an JWST tar éis ionchais a innealtóirí a shárú cheana féin trí íomhá de réaltra rothlach a thógáil mar a bhí sé 4.6 billiún bliain ó shin, ina theannta sin, maille le sínithe speictreascópacha ocsaigine, neoin, agus adaimh eile. Thomhais eolaithe sínithe scamaill gaile agus ceo ar eisphláinéad freisin, ag soláthar sonraí a d'fhéadfadh cabhrú le réalteolaithe cuardach a dhéanamh ar dhomhain ináitrithe lasmuigh den Domhan.
Am an phoist: 7 Feabhra 2023