Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

De la macromolecule la chimia supramoleculară: incursiune în chimia contemporană alături de prof. Michael Kleine

27 Iunie 2017



Academia Română și Institutul de Chimie Macromoleculară „Petru Poni” din Iași au organizat pe 12 iunie cea de a IX-a ediție a Simpozionului Cristofor I. Simionescu – Frontiere în știința macromoleculară și supramoleculară, prilej cu care profesorul Michael L. Klein de la Temple University, Philadelphia, Statele Unite ale Americii, a susținut o prezentare despre „cristalele lichide” versus „cristalele plastice”.

Michael Klein este chimist, fizician, profesor de ştiinţe, director al Institute for Computational Molecular Science şi decan al College of Science and Technology din cadrul Temple University, Philadelphia, SUA. De asemenea, este Laura H. Carnell Professor of Science şi Hepburn Professor of Physical Science, Center for Molecular Modeling, University of Pennsylvania. Domeniile sale de cercetare includ chimie computaţională, mecanică statistică, reacţii intermoleculare, modelarea fazelor condensate şi a sistemelor biofizice. A primit mai multe distincţii printre care Premiul Aneesur Rahman (1999), cea mai înaltă distincţie acordată de American Physical Society. A publicat peste 640 de articole ştiinţifice şi a editat patru cărţi. Dintre savanții care au fost prezenți la ediția 2017 a Simpozionului Cristofor I. Simionescu este cercetătorul cu indicele Hirsch cel mai mare: 90.

„Cred că este a zecea oară când vin în România, în București, la Iași sau în mici excursii turistice. Dar există și un motiv personal: bunica maternă a soției mele era din Iași. Ei au plecat acum 100 de ani în UK și acesta este unul dintre motivele pentru care ne-am reîntors aici prima dată. Avem foarte mulți prieteni români și în SUA, dar și în Europa”, mi-a mărturisit profesorul Michael Klein.

La acest simpozion ați venit cu consecvență la ultimile șapte ediții. De ce considerați important să participați la acest eveniment an de an?
Cristofor Simionescu a fost un om foarte puternic, care a creat o școală foarte bună de chimie organică macromoleculară. Nu l-am cunoscut personal, dar moștenirea pe care a lăsat-o este prezentă prin studenții pe care i-a pregătit și prin școala pe care a creat-o. Cel mai important este faptul că într-o perioadă grea din istoria României a creat o atmosferă foarte primitoare pentru oamenii de știință din afara sistemului comunist, stabilind conexiuni cu chimia din afara țării și a făcut ca România să nu fie izolată de comunitatea științifică internațională. Eu nu am venit în acea perioadă, dar colegi de laborator din Canada au venit la întâlniri ale chimiștilor din România la sfârșitul anilor '70, începutul anilor '80.

Domnule profesor, sunteți un bun prieten al chimiei românești. Care considerați că este punctul său forte?
Consider că educația în domeniul chimiei este foarte solidă încă din liceu. Aveți un sistem de învățământ foarte puternic, bazat pe profesori foarte buni, care produce matematicieni, fizicieni, chimiști cu potențial. Unii dintre ei ajung în SUA unde își definitivează pregătirea.Oamenii de știință din România sunt foarte bine apreciați și ceruți în toată lumea pentru această solidă pregătire inițială pe care o au. Provocarea pentru România este să găsească modalitatea prin care să creeze poziții pentru tinerii care studiază în străinătate, pentru a-i determina să se întoarcă. India și China au rezolvat această problemă. În India bunăoară este o regulă foarte clară: dacă ai fost plecat 4 ani, la întoarcere vii pe poziție de profesor. Este important să existe deschiderea de a putea pleca să capeți influență în Europa sau SUA, dar să existe și posibilitatea de a avea și recunoașterea internă. Este foarte importantă în Europa finanțarea Comisiei Europene, care facilitează mobilitatea românilor, oferindu-le șansa de a lucra cu alți specialiști din Europa. În SUA, bunăoară, nu doar că e foarte dificil să mobilizăm bani pentru colaborări cu Europa, dar de cele mai multe ori este chiar interzis. Este greu să obținem bani pentru cercetările noastre, dar imposibil să primim bani pentru a susține specialiști veniți din altă parte, care trebuie să primească bani din țările lor.

Care este domeniul dumneavoastră de interes, către care vă orientați cercetările?
La început am fost interesat de proprietățile materialelor. Foarte mulți ani am fost preocupat de cercetări în domeniul organizării materiei și am făcut descoperiri în domeniul materialelor noi, dar acum sunt interesat de materiale inspirate de natură și asta m-a forțat să intru pe teritoriul biochimiei, al biologiei și apoi în proiectarea de substanțe care pot ucide virusuri sau bacterii. Acesta este unul dintre aspectele materiei care conduce la descoperirea de noi medicamente. La universitatea mea, Temple University din Philadelphia, sunt profesor de biologie, de fizică, de chimie și, de asemenea, sunt profesor de terapii moleculare, care proiectează molecule terapeutice, la Institutul de Studiu al Cancerului.

Dacă vă întreb care dintre aceste domenii vă este cel mai drag, ce îmi veți răspundeți?
Am să vă dau un singur exemplu: dacă atingem ceva, noi știm dacă este fierbinte sau rece. Ce se întâmplă în creierul nostru, ca el să știe că acel lucru este fierbinte sau rece? Cercetătorii din echipa mea sunt interesați de această problemă. Există molecule care citesc această senzație, sunt aceleași molecule care recunosc gustul iute, astfel că noi lucrăm pentru a înțelege mecanismul molecular al acestei sensibilități rafinate care ne spune ce este fierbinte sau rece. Partea neuronală este legată de țesuturi care transmit informația de rece sau fierbinte, dar în celule există un senzor, o proteina numită TRP… Când acest senzor nu funcționează, nu poți percepe temperatura și există oameni care suferă de această disfuncționalitate, dar e un defect genetic. Noi căutăm o modalitate de a găsi o substanță, un medicament care să blocheze sensibilitatea și asta mi se pare fascinant.

La Simpozionul Cristofor I. Simionescu din acest an ați vorbit despre „cristalele lichide” versus „cristalele plastice”.
Ce sunt cristalele plastice? Care sunt aplicațiile sau avantajele lor față de cristalele lichide, care au avut perioada lor de glorie, utilizate fiind în construcția ecranelor și monitoarelor de tot felul?
Cristalele plastice sunt formate din molecule și atomi în prima fază de cristalizare. Pentru a interacționa, moleculele se orientează într-un anume fel față de vecinele lor. În cazul moleculelor de grăsimi, bunăoară, această mișcare de orientare este una de rotație și această libertate de rotire este specifică cristalelor plastice. Grăsimile au lanțuri de molecule lungi care se rotesc pentru a se alinia, atunci când cristalizează și acest fenomen face ca ele să fie foarte ușor de întins. Deci ceea ce puneți pe pâine, în cele mai multe cazuri sunt cristale plastice.
În realitate, lucrurile sunt mai complicate, pentru că grăsimea este de fapt un amestec și nu este chiar cristalizată, dar acesta este principiul în cazul cristalelor de parafină sau al lipidele, care sunt ușor de întins pentru că moleculele nu sunt fixate, rigidizate împreună, ci se pot roti.
Deocamdată nu se întrevăd aplicații importante, spectaculoase, dar acest gen de cristale sunt ubicue, sunt foarte alunecoase, se pot îndoi, probabil că vor fi bune în industria lubrifianților, dar nu sunt lubrifianții ideali.
Un alt exemplu de cristale plastice sunt săpunurile. În soluție sunt utilizate sub forma detergenților pe care îi folosim în mașina de spălat sau când ne spălăm pe mâini. În cazul acestor substanțe moleculele se rotesc și se umflă în vezicule care se sparg. Baloanele de săpun sunt de fapt cele care antrenează particulele de murdărie, acesta fiind, de fapt, mecanismul de spălare.

Ce ar trebui să cunoaștem noi, nespecialiști în chimie, despre știința supramoleculară?
Noțiunea de „supramolecular” se referă la cum asamblăm împreună moleculele pentru a crea obiecte mai mari, funcționale. O primă asamblare este interglobulară, iar cea superioară este cea asemănătoare cărămizilor. Mai întâi formezi cărămizile, apoi clădești casa. Am încercat să subliniez în prezentarea mea că moleculele se reunesc și se asamblează în diferite structuri. Exemplul pe care l-am dat a fost al unei molecule generice de polimer hidrofil care absoarbe apa și a unui polimer hidrofob care absoarbe uleiul. Aceste molecule se pot asambla spontan în diferite structuri, sub formă de vezicule sau de viermi și pot avea aplicații tehnologice industriale, de la recuperarea uleiurilor până la curățarea grăsimilor de pe haine sau modificarea vâscozității uleiurilor industriale. În general aplicațiile sunt în industria uleiurilor.

Cum arată viitorul chimiei? Care este trendul, direcția de dezvoltare?
Un aspect important al chimiei supramoleculare este acela care conduce către viața sintetică. Oamenii vor să înțeleagă cum funcționează autoorganizarea și asamblarea la nivel supramolecular a moleculelor inspirate de structura naturii. Acesta este unul dintre cele mai importante lucruri, dar nu este singurul aspect. Un alt aspect este cel al reacțiilor chimice. Se caută catalizatori care să îmbunătățescă randamentul mașinilor, chimia fizică interoghează fenomenele și crează ustensile noi care încearcă să înțeleagă de ce se întâmplă anumite lucruri. În chimia organică, unde lucrăm cu materiale naturale, forța motrice constă în utilizarea principiilor chimiei pentru a recolta lumina și energia. Acesta este viitorul.

Să înțeleg că oamenii de știință vor să sintetizeze viața, materialul bilogic?
Da. Există cercetători care doresc să facă viață sintetică. Ei lucrează la limita dintre chimie și biologie pentru a înțelege componentele individuale ale vieții și cum lucrează chimia în lumea vie. Viața sintetică poate fi o problemă de biologie, pentru că poți avea o celulă deja existentă în care să schimbi cu totul interiorul ei. Dar poate fi privită și din punctul de vedere al chimistului: când golești celula și o umpli cu molecule de zahăr se obține ceva care poate deveni imun și de aici se poate ajunge la vaccinuri capabile să atace alte organisme cu care corpul nostru intră în conflict. Aceasta este altă direcție foarte importantă a chimiei macromoleculare, cea care își propune să conceapă obiecte suficient de mici pentru a intra în interiorul corpului nostru și a face ceva folositor pentru sănătatea noastră.

Veți veni și la anul la Simpozionul Cristofor I. Simionescu?
Probabil. Sper acest lucru și mai sper să vin și în 2020, când este centenarul nașterii lui Cristofor Simionescu.



Tags: Cercetare, chimie

Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite