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Cientistas criam programa de computador que 'pinta' a estrutura das moléculas no estilo do famoso artista holandês
Cientistas do Trinity College Dublin criaram um programa de computador que
Por Trinity College Dublin - 13/07/2024


Um exemplo da saída visual, Mondrianesque, do programa de computador de uma molécula específica. Crédito: Prof. Mathias O Senge, Trinity College Dublin.


Cientistas do Trinity College Dublin criaram um programa de computador que "pinta" a estrutura das moléculas no estilo do famoso artista holandês Piet Mondrian, cujas belas obras de arte serão instantaneamente reconhecidas por muitos.

O estilo de Mondrian, no qual ele usava blocos de cores primárias separados por linhas de várias larguras em um fundo branco, foi amplamente copiado ou usado como inspiração na cultura moderna. Mas suas obras de arte enganosamente simples também fascinaram cientistas por décadas, encontrando aplicações de nicho em matemática e estatística.

E agora, pesquisadores da Escola de Química estão abrindo olhos e mentes para a beleza da estrutura molecular, além de levantar novas questões sobre a forma e a função das próprias moléculas.

O programa de computador deles, que pode ser acessado em http://www.sengegroup.eu/nsd , produz um gráfico Mondrianesco de qualquer molécula. Ele faz isso seguindo um algoritmo artístico que casa as leis da química que descrevem a estrutura 3D de uma molécula com base em seus componentes com o estilo 2D de um dos pintores mais influentes da era moderna.

Para o cientista, ajuda a avaliar e demonstrar rapidamente a simetria molecular, permitindo insights mais profundos do que emergiriam de representações tradicionais. E para o artista, fornece uma imagem visualmente agradável de interpretações contrastantes de simetria, esperançosamente fornecendo inspiração para a incorporação de ideias científicas no trabalho.

Mathias O Senge, professor de Química Orgânica na Trinity e membro sênior da Hans Fischer no Instituto de Estudos Avançados da TU Munich, é o autor sênior de um artigo no periódico Angewandte Chemie, no qual esta criação é compartilhada com o mundo.

Ele disse: "Por alguns anos, temos trabalhado neste projeto, inicialmente por diversão, para produzir a estrutura de uma molécula de uma maneira artisticamente agradável como uma pintura no estilo de Mondrian. As 'pinturas' obtidas são únicas para cada molécula e justapõem o que Mondrian e outros pretendiam fazer com o movimento artístico De Stijl.

"Simetria e forma são aspectos essenciais da estrutura molecular e de como interpretamos moléculas e suas propriedades, mas muitas vezes as relações entre estrutura química e valores derivados são obscurecidas. Inspirando-nos nas Composições de Mondrian, descrevemos as informações de simetria codificadas em dados 3D como blocos de cor, para mostrar claramente como argumentos químicos podem contribuir para a simetria."

Christopher Kingsbury, pesquisador de pós-doutorado no TBSI, que idealizou o projeto, é o primeiro autor do artigo do periódico.

Ele disse: "Na química, é útil ter uma maneira universal de exibir a estrutura molecular, de modo a ajudar a 'projetar' como uma molécula provavelmente se comportará em diferentes ambientes e como ela pode reagir e mudar de forma quando na presença de outras moléculas. Mas uma certa quantidade de nuance é inevitavelmente perdida.

"Esse conceito de aumentar a abstração removendo pequenos detalhes e tentando apresentar uma forma geral é imitado pelo trabalho inicial de Mondrian e, em alguns sentidos, é isso que os cientistas fazem intuitivamente ao reduzir fenômenos complexos a uma 'verdade mais simples'. Graças à nossa nova abordagem, a ciência muito complexa é alimentada por uma lente artística, o que pode torná-la mais acessível a uma gama maior de pessoas."

Nos últimos anos, o Professor Senge e sua equipe aumentaram muito nossa compreensão das porfirinas, uma classe única de pigmentos intensamente coloridos — também conhecidos como as "cores da vida". Em um trabalho, eles criaram um conjunto de novos sensores biológicos reprojetando quimicamente esses pigmentos para agirem como pequenas armadilhas de Vênus e capturar moléculas específicas, como poluentes. E agora a nova direção, na qual a ciência e a arte colidem, pode desenvolver ainda mais nossa compreensão de como as porfirinas funcionam.

"A grande arte nos dá uma nova perspectiva sobre o mundo", acrescentou o Prof. Senge. "Como um pastiche, essa arte pode nos permitir olhar para moléculas familiares, como porfirinas, sob uma nova luz, e nos ajudar a entender melhor como sua forma e propriedades estão interligadas.

"De forma mais geral, acreditamos que as iniciativas contemporâneas em 'Arte e Ciência' exigem uma quebra transformadora das fronteiras disciplinares e uma fusão com a 'ArteCiência'. Há uma interação sutil entre ciência e arte e uma mistura de ambos os aspectos em nossos respectivos campos de atuação, e isso deve ser um foco para desenvolvimentos futuros em ambas as áreas."


Mais informações: Christopher J. Kingsbury et al, Simetria molecular e arte: visualizando a quase simetria de moléculas em De Stijl, Angewandte Chemie (2024) de Piet Mondrian. DOI: 10.1002/ange.202403754

Informações do periódico: Angewandte Chemie 

 

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