Cambridge araştırmacıları, Advanced Research + Invention Agency (ARIA) tarafından proteinleri üretim aracı olarak kullanarak ileri malzemeler geliştirmek üzere fon aldı. Desteklenen çalışmalar arasında maliyetli nadir toprak elementlerine ihtiyaç duymayan yüksek performanslı mıknatıslar da yer alıyor. Fonlama, ARIA’nın üç yıllık, 50 milyon sterlinlik Universal Fabricators Programme’ının bir parçası.
Ana bilgiler
- Fon, ARIA’nın Universal Fabricators Programme’ı kapsamında verildi.
- Program üç yıl sürüyor ve toplam bütçesi 50 milyon sterlin.
- Cambridge’deki Protein SPARK projesini Profesör Ronan Daly yürütüyor.
- Proje, nadir toprak elementleri olmadan mıknatıs büyütmeyi ve gelişmiş batarya elektrotları geliştirmeyi hedefliyor.
- Cambridge araştırmacıları aynı programdaki iki başka projede de yer alıyor.
Bu gelişme Cambridge öğrencileri ve araştırmacıları için ne anlama geliyor?
Bu fonlama, malzeme bilimi, kimya ve mühendisliğin kesişiminde yürüyen Cambridge projelerini güçlendiriyor. Araştırmacılar açısından bu, protein temelli üretim yaklaşımlarını destekleyen ve ileri malzemeleri yeni yöntemlerle oluşturmayı hedefleyen bir programdan kaynak sağlanması anlamına geliyor. Öğrenciler içinse, farklı disiplinler arasında yürüyen ve gelecekteki araştırma eğitimi ile işbirliğini şekillendirebilecek bir çalışma alanını görünür kılıyor.
Cambridge ekipleri Institute for Manufacturing, Department of Engineering, Department of Chemical Engineering and Biotechnology, Yusuf Hamied Department of Chemistry ve Department of Materials Science and Metallurgy birimlerini kapsıyor. Projelerde University of Amsterdam, University of Liverpool, University of Washington ve University of Leeds’ten ortaklar da bulunuyor; bu da nadir topraksız mıknatıslar ve ilgili malzemeler etrafında geniş bir araştırma ağı oluşturuyor.
- Protein SPARK, Profesör Ronan Daly liderliğinde proteinleri kullanarak nadir toprak elementleri olmadan manyetik malzeme büyütmeyi amaçlıyor.
- POEM, kristal boyutu, şekli ve aralığı üzerinde hassas kontrol sağlayan protein tabanlı bir mıknatıs yöntemi geliştiriyor.
- S-LATTICE, filtreleme, kataliz ve karbondioksit dönüşümü gibi kullanım alanları için kendiliğinden bir araya gelen proteinler ve metallerden büyük, yüksek derecede düzenli tabakalar kuruyor.
Proteinler mıknatıs ve başka malzemeleri nasıl yapmaya yardım ediyor?
Proteinler burada oluşum sırasında yönlendirici ve şablon olarak görev yapıyor. Cambridge’in Protein SPARK projesinde, tasarlanmış proteinleri ve elementleri taşıyan mikroskobik damlacıklar mürekkep püskürtme baskısına benzer biçimde püskürtülüp konumlandırılıyor. Ardından proteinler malzemeyi nanokristaller, filmler ve üç boyutlu yapılar halinde büyütüyor, yönlendiriyor ve şekillendiriyor.
Proje, canlı organizmaların kemik ve diş gibi sert malzemeler oluştururken kullandığı biyomineralizasyondan yararlanıyor ve bu süreci kesintisiz bir üretim hattına uyarlıyor. Amaç, nadir toprak girdisi olmadan yararlı manyetik malzemeler oluşturmak ve aynı zamanda daha hızlı şarj olan, daha uzun ömürlü bataryalar için uygulamalar araştırmak.
Cambridge projelerinde kimler yer alıyor?
Protein SPARK’ı Profesör Ronan Daly yönetiyor. Cambridge ekibinde ayrıca Department of Engineering’den Profesör Michael De Volder, Profesör John Durrell ve Dr Sebastian Pattinson; Department of Chemical Engineering and Biotechnology’den Profesör Ljiljana Fruk; Yusuf Hamied Department of Chemistry’den Profesör Tuomas Knowles yer alıyor.
Diğer fonlanan projelerde yer alan Cambridge araştırmacıları arasında Dr Shijing Sun ve Dr Zuyang Ye bulunuyor. POEM’de ise Profesör Tuomas Knowles, Josie Forsythe, Hannah Han ve Max Gao adı geçiyor. S-LATTICE’de Cambridge’den Profesör Erwin Reisner yer alıyor; proje University of Edinburgh tarafından yönetiliyor.
Neden nadir topraksız mıknatıslar önemli?
Mıknatıslar kulaklık, cep telefonu, motor ve rüzgâr türbinlerinde kullanılıyor. Daly, neredeyse tüm mıknatısların nadir toprak malzemeleri içerdiğini, bu malzemelerin çıkarılmasının pahalı olduğunu, kaynaklarının azaldığını ve çevresel zorluklar yarattığını söyledi. Cambridge projesi, sürecin hiçbir aşamasında nadir toprak kullanmadan manyetik malzemelerin büyümesini proteinlerle yönlendirmeyi hedefliyor.
Bu önem taşıyor çünkü program yalnızca yeni malzemelere değil, yeni üretim yöntemlerine de odaklanıyor. ARIA’nın temel iddiası, proteinlerin bir tür “evrensel üretici” gibi davranabileceği ve aynı biyolojik araçların farklı ileri malzemeleri kontrollü biçimde bir araya getirmeye yardımcı olabileceği yönünde.
Sık sorulan sorular
ARIA fonu Cambridge’de neyi destekliyor?
Fon, Universal Fabricators Programme kapsamındaki üç Cambridge bağlantılı projeyi destekliyor: Protein SPARK, POEM ve S-LATTICE. Bu projeler birlikte proteinleri mıknatıs, elektrot ve başka ileri malzemeler üretmek için araç olarak kullanmayı araştırıyor.
Araştırma ne için kullanılabilir?
Projeler, nadir toprak elementleri gerektirmeyen mıknatıslar, daha fazla şarj tutan ve daha uzun ömürlü bataryalar ile filtreleme, karbondioksit dönüşümü, daha temiz kataliz ve ışık temelli teknolojiler için malzemeler geliştirilmesine yol açabilir.
