Επανεξετάζοντας τη φυσική: Η Silvia Vignolini για την επιτυχία στα όρια μεταξύ των κλάδων – Physics World

«Πάντα προτιμούσα τις επιστήμες ή τα μαθηματικά από άλλα μαθήματα στο σχολείο», λέει Σίλβια Βινιολίνι, «αλλά δεν είχα ιδέα τι έκανε στην πραγματικότητα ένας φυσικός». Μεγαλώνοντας σε μια μικρή πόλη έξω από τη Φλωρεντία της Ιταλίας, ο πατέρας της Vignolini ήθελε στην πραγματικότητα να σπουδάσει ένα θέμα που θα οδηγούσε σε «μια σωστή δουλειά» και η διαδρομή της στη φυσική έγινε μάλλον τυχαία. «Είχα έναν σπουδαίο δάσκαλο χημείας, ο οποίος μας έβαζε να διαβάζουμε επιστημονικά βιβλία και να τα παρουσιάζουμε στην τάξη».

Ως αποτέλεσμα, το ενδιαφέρον της για το θέμα -και ειδικότερα την αστροφυσική- κινήθηκε μετά την ομιλία του Vignolini για τον Stephen Hawking Μια σύντομη ιστορία του χρόνου. Παρά το γεγονός ότι δεν καταλάβαινε μεγάλο μέρος της επιστήμης που συζητήθηκε στο βιβλίο, αρνήθηκε να τα παρατήσει και στράφηκε σε μια φίλη που σπούδαζε φυσική για να τη βοηθήσει να καταλάβει τις άγνωστες έννοιες. Στη συνέχεια άρχισε να καταβροχθίζει άλλα επιστημονικά βιβλία, συμπεριλαμβανομένης της βιογραφίας του Γαλιλαίου του Μπέρτολτ Μπρεχτ.

Αλλά όπως αποδεικνύεται, η επιδρομή του Vignolini στη φυσική βασίστηκε σε ένα άλλο τυχαίο σχόλιο επίσης. «Φορούσα ένα μεγάλο τζάμπερ από τη μαμά μου και μαύρο παντελόνι –είχα αυτό το look σε στυλ grunge– και κάποιος είπε ότι θα γινόμουν πολύ καλός φυσικός», θυμάται γελώντας. «Δεν νομίζω ότι είμαι μια ιδιαίτερη ιδιοφυΐα, αλλά ποτέ δεν αμφισβήτησα την απόφασή μου ούτε ρώτησα τον εαυτό μου αν θα ήμουν αρκετά καλός. Νόμιζα ότι ήταν ωραίο να σπουδάζω φυσική, οπότε αυτό έκανα».

Ήθελα να ασχοληθώ με την αστροφυσική, αλλά δεν ήταν τόσο πρακτικό όσο νόμιζα, οπότε κατέληξα να ασχοληθώ με το φως και την οπτική.

Συνέχισε να σπουδάζει φυσική στο Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας, αποκτώντας πτυχίο και μεταπτυχιακό στο αντικείμενο. «Ήθελα να ασχοληθώ με την αστροφυσική, αλλά δεν ήταν τόσο πρακτικό όσο νόμιζα, οπότε κατέληξα να ασχοληθώ με το φως και την οπτική», εξηγεί ο Vignolini. Αλλά ως το πρώτο άτομο στην οικογένειά της που πήγε στο πανεπιστήμιο, οι γονείς της δεν συμφώνησαν με την επιλογή της. Στην πραγματικότητα, ο πατέρας της ήλπιζε ότι θα έκανε οικονομικά και θα αναλάμβανε τα οικονομικά του οικογενειακού καταστήματος. «Πίστευε ότι η φυσική θα ήταν χάσιμο χρόνου, καθώς δεν θα έβρισκα ποτέ δουλειά και, τότε, δεν μπορούσα να εξηγήσω τι έκαναν οι φυσικοί».

Το 2009 στον Vignolini προσφέρθηκε διδακτορικό στην οπτική φυσική στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μη Γραμμικής Φασματοσκοπίας (LENS) στο Πανεπιστήμιο της Φλωρεντίας. «Μου είπαν ότι θα ήταν σαν τη μεταπτυχιακή μου διατριβή, αλλά θα ήταν τρία χρόνια και θα πληρωθεί», θυμάται. «Είπα λοιπόν, «γιατί όχι;» Δελεασμένη από την ευκαιρία να κάνει περισσότερη έρευνα και να πάει σε συνέδρια, η Vignolini παραδέχεται ότι ήταν μάλλον αφελής σχετικά με το τι θα συνεπαγόταν ένα διδακτορικό. «Δεν ήμουν σαν τους διδακτορικούς φοιτητές που συναντώ τώρα, όπου το βλέπουν αυτό ως καριέρα».

Νέες συναντήσεις

Μετά το διδακτορικό της, η Vignolini ενθαρρύνθηκε να πάει στο εξωτερικό και κατέληξε να κάνει μεταδιδακτορικό στο Εργαστήριο Cavendish στο Πανεπιστήμιο του Cambridge στο Ηνωμένο Βασίλειο. Συνεργασία με τον φυσικό της μαλακής ύλης Ούλριχ Στάινερ, άρχισε να μελετά τις οπτικές ιδιότητες των φυτών και των ζώων των οποίων τα ζωηρά χρώματα δεν προέρχονται από χρωστικές ή βαφές αλλά από δομές νανοκλίμακας που διασκορπίζουν το φως. Αλλά η αλλαγή πεδίων δεν ήταν εύκολη. «Σκέφτηκα ότι πάω γιατί το εργαστήριο φαινόταν πολύ ωραίο, αλλά δεν ήμουν σίγουρος αν το έργο θα λειτουργούσε, γι' αυτό επέμεινα με τον προϊστάμενό μου να κάνουμε ένα δεύτερο έργο βασισμένο στη φυσική που περιελάμβανε την ανάπτυξη νέων οπτικών υλικών».

Όπως αποδείχθηκε, η μετακόμιση στο Ηνωμένο Βασίλειο αποδείχθηκε μεγάλη επιτυχία, βοηθούμενη από τη διαφορετική προσέγγιση της επιστήμης σε σύγκριση με την πατρίδα. «Ένιωσα ότι με εκτιμούν και με τεράστια κίνητρα, καθώς οι άνθρωποι ήταν ευγνώμονες για αυτό που έκανα», λέει. «Στην Ιταλία συνήθως πρέπει να είσαι ευγνώμων στους ανθρώπους για να μπορείς να εργαστείς». Επίσης πιστώνει στην Κέιμπριτζ που άνοιξε το μυαλό της και άλλαξε τον τρόπο με τον οποίο ασχολείται με την επιστήμη. «Τώρα, κοιτάζω μόνο την ερώτηση και τα εργαλεία και τους ανθρώπους που χρειάζομαι για να λύσω το πρόβλημα».

Το 2014, αφού έλαβε υποτροφία Philip and Patricia Brown Next Generation Fellowship από το Πανεπιστήμιο του Cambridge, η Vignolini δημιούργησε τη δική της ερευνητική ομάδα στο τμήμα χημείας του Cambridge. Η ομάδα της ξεκίνησε να κατασκευάσει τεχνητές φωτονικές δομές χρησιμοποιώντας φυσικά υλικά, με την ελπίδα να δημιουργήσει νέα βιοδιασπώμενα υλικά που θα μπορούσαν να αντικαταστήσουν τις παραδοσιακές, δυνητικά επικίνδυνες χρωστικές που χρησιμοποιούνται, για παράδειγμα, σε καλλυντικά, υφάσματα και ετικέτες ασφαλείας. «Μέχρι στιγμής, έχουμε εργαστεί εντατικά για να φτιάξουμε πιο βιώσιμες χρωστικές ουσίες».

Ως νέα αρχηγός ομάδας, βοήθησε κερδίζοντας μια υποτροφία David Philip από το Συμβούλιο Έρευνας Βιοτεχνολογίας και Βιολογικών Επιστημών (BBSRC) το 2013 για να μελετήσει πώς τα φυτά παράγουν δομικά χρώματα. Κέρδισε επίσης ένα «επιχορήγηση εκκίνησης» από το Ευρωπαϊκό Συμβούλιο Έρευνας το 2015. Ωστόσο, ο Vignolini αναγνωρίζει ότι η εύρεση μελών της ομάδας ήταν πρόκληση, επειδή η έρευνα είναι αργή και απαιτεί επιστήμονες που συνδυάζουν γνώσεις φυσικής, χημείας και βιολογίας.

Η εύρεση τρόπων αναπαραγωγής του φυσικού δομικού χρώματος έχει τεράστιο εμπορικό δυναμικό και περιβαλλοντικά οφέλη. «Συχνά δεν σκεφτόμαστε πραγματικά πώς παράγονται τα χρώματα, αλλά προέρχονται από συνθετικές χρωστικές και βαφές και έχουν τεράστιο περιβαλλοντικό κόστος», λέει ο Vignolini. «Έχουν υψηλή χρήση νερού και ενέργειας, μπορούν να εκμεταλλευτούν κρίσιμα μέταλλα ή να περιλαμβάνουν καρκινογόνες χημικές ουσίες και πολλά απόβλητα καταλήγουν στα λύματα και στον ωκεανό μας».

Θέλοντας να εμπορευματοποιήσει την έρευνα που διεξήχθη στο εργαστήριό της, το 2022 η Vignolini βοήθησε στην ίδρυση δύο εταιρειών spin-out. Σπάρξελ διευθύνεται από Μπέντζαμιν Ντρογκέτ – ένας από τους πρώην διδακτορικούς φοιτητές του Vignolini – και προσπαθεί να αναπαράγει τα δομικά χρώματα της κυτταρίνης σε μεγάλη κλίμακα για να φτιάξει χρωματιστές χρωστικές και γκλίτερ φυτικής προέλευσης (Φύση Υλικά 21 352). Η άλλη εταιρεία - Αδύνατα Υλικά – διευθύνεται από πρώην μεταδιδακτορικό στην ομάδα της, Λούκας Σέρτελ, και εμπορευματοποιεί τις λευκές χρωστικές ουσίες εμπνευσμένες από τη Νοτιοανατολική Ασία Κυφοχείλος σκαθάρι (ACS Nano 16 (5) 7373).

Η Vignolini είναι χαρούμενη που η έρευνά της ανοίγει τον δρόμο της στον πραγματικό κόσμο, αλλά είναι επίσης περήφανη που οι μαθητές και οι μεταδιδακτορικοί της ομάδας της έχουν αντίκτυπο. «Ελπίζω ότι η τεχνολογία μας μπορεί να είναι θετική για τον πλανήτη και το πρόβλημα της υπερθέρμανσης του πλανήτη και να συνεχίσει να φέρνει το καλύτερο από τους ανθρώπους», λέει. «Η καθοδήγηση είναι το πιο σημαντικό μέρος της δουλειάς μου».

Διεύθυνση τμήματος

Τον Ιανουάριο του 2023, ο Vignolini ήταν διορίστηκε διευθυντής ενός νέου τμήματος στο Max Planck Institute of Colloids and Interfaces (MPICI) στο Πότσνταμ της Γερμανίας, αφιερωμένο σε αειφόρα και βιολογικά εμπνευσμένα υλικά. Η πρώτη γυναίκα σκηνοθέτης στο MPICI, αυτή τη στιγμή ταξιδεύει πέρα ​​δώθε μεταξύ του Ηνωμένου Βασιλείου και της Γερμανίας, ενώ παράλληλα μεγαλώνει δύο νήπια. «Δεν περίμενα ότι η δουλειά θα ήταν διαφορετική, αλλά στην πραγματικότητα είναι. Στην ερευνητική μου ομάδα, επέτρεψα σε άλλους ανθρώπους και εδώ χτίζει κάτι για άλλους», λέει.

Οι επιστημονικοί κλάδοι δεν χρειάζεται να έχουν διακριτά όρια, είναι όλα αλληλένδετα και πρέπει να έχετε ανοιχτό μυαλό

Ενώ βρίσκεται ακόμη στα πρώτα στάδια της καριέρας της στη Γερμανία, η Vignolini χτίζει ένα δωμάτιο ηλεκτρονικού μικροσκοπίου από την αρχή και ψάχνει για μια νέα ομάδα. «Χρειάζεται χρόνος για να βρεις τους κατάλληλους ανθρώπους. Ορισμένα μέλη του ομίλου του Cambridge θα μετακομίσουν εδώ από τον Σεπτέμβριο και άλλα αναζητούν άλλες θέσεις», εξηγεί ο Vignolini. «Το σχέδιο είναι να μετακινηθώ 100% εδώ, αλλά ολοκληρώνω κάποια έργα στο Κέιμπριτζ και εξακολουθώ να δίνω καθοδήγηση σε μαθητές».

Πώς η Treesearch μελετά τα μυστικά των δασικών υλικών με την επιστήμη του σύγχροτρον

Στη Γερμανία, ο Vignolini θα αναπτύξει επίσης ένα άλλο πεδίο έρευνας που ονομάζεται «συμβιονική ύλη», που περιλαμβάνει την εξέταση του τρόπου με τον οποίο οι οργανισμοί συνεργάζονται για τη συγκομιδή και τον χειρισμό του φωτός. Υπάρχει ένα είδος πράσινων θαλάσσιων γυμνοσάλιαγκας, για παράδειγμα, που απομονώνει ζωντανούς χλωροπλάστες από τα φύκια που τρώει, έτσι ώστε η φωτοσύνθεση να μπορεί να συνεχιστεί μέσα στα κύτταρα του γυμνοσάλιαγκας. «Οι επιστημονικοί κλάδοι δεν χρειάζεται να έχουν διακριτά όρια, στην πραγματικότητα, είναι όλα αλληλένδετα και πρέπει να έχεις ανοιχτό μυαλό», λέει. «Δεν καταλαβαίνω πια τι είναι η χημεία ή η φυσική ή η βιολογία. Ακολουθώ μια ευρύτερη προσέγγιση και πιστεύω ότι έτσι προχωρά η γνώση της επιστήμης».

• SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
• PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
• πηγή: https://physicsworld.com/a/rethinking-physics-silvia-vignolini-on-succeeding-at-the-boundary-between-disciplines/