Memikirkan kembali fisika: Silvia Vignolini tentang keberhasilan di batas antar disiplin ilmu – Dunia Fisika

“Saya selalu lebih menyukai sains atau matematika dibandingkan mata pelajaran lain di sekolah,” katanya Silvia Vignolini, “tapi saya tidak tahu apa yang sebenarnya dilakukan fisikawan.” Tumbuh di sebuah kota kecil di luar Florence, Italia, ayah Vignolini sebenarnya ingin agar Vignolini mempelajari suatu mata pelajaran yang akan menghasilkan “pekerjaan yang layak” dan perjalanannya ke bidang fisika terjadi secara kebetulan. “Saya mempunyai seorang guru kimia yang hebat, yang akan menyuruh kami membaca buku sains dan menyajikannya di depan kelas.”

Akibatnya, ketertarikannya pada subjek tersebut – dan khususnya astrofisika – terguncang setelah Vignolini memberikan ceramah tentang karya Stephen Hawking. Sejarah Singkat Waktu. Meski tidak memahami banyak ilmu pengetahuan yang dibahas dalam buku tersebut, dia menolak menyerah dan meminta bantuan temannya yang sedang belajar fisika untuk membantunya memahami konsep-konsep asing. Dia kemudian mulai membaca buku sains lainnya, termasuk biografi Galileo karya Bertolt Brecht.

Namun ternyata, penjelajahan Vignolini ke bidang fisika juga bertumpu pada komentar lain. “Saya mengenakan jumper besar dari ibu saya dan celana panjang hitam – saya memiliki penampilan bergaya grunge – dan seseorang mengatakan saya akan menjadi fisikawan yang sangat baik,” kenangnya sambil tertawa. “Saya tidak berpikir saya seorang jenius, tapi saya tidak pernah mempertanyakan keputusan saya atau bertanya pada diri sendiri apakah saya akan cukup baik. Saya pikir belajar fisika itu keren, jadi itulah yang saya lakukan.”

Saya ingin mengambil jurusan astrofisika tetapi tidak semudah yang saya kira, jadi saya akhirnya memilih ilmu cahaya dan optik.

Dia melanjutkan untuk belajar fisika di Universitas Florence, memperoleh gelar sarjana dan magister dalam bidang tersebut. “Saya ingin mengambil jurusan astrofisika, namun ternyata tidak semudah yang saya kira, jadi saya akhirnya memilih ilmu cahaya dan optik,” jelas Vignolini. Namun sebagai orang pertama di keluarganya yang melanjutkan ke universitas, orang tuanya tidak setuju dengan pilihannya. Faktanya, ayahnya berharap dia akan bekerja di bidang ekonomi dan mengambil alih keuangan toko keluarga. “Dia mengira fisika hanya membuang-buang waktu karena saya tidak akan pernah mendapatkan pekerjaan dan, saat itu, saya tidak bisa menjelaskan apa yang dilakukan fisikawan.”

Pada tahun 2009 Vignolini ditawari gelar PhD dalam bidang fisika optik di Laboratorium Eropa untuk Spektroskopi Non-linier (LENS) di Universitas Florence. “Mereka mengatakan kepada saya bahwa itu akan seperti tesis Master saya tetapi akan memakan waktu tiga tahun dan dibayar” kenangnya. “Jadi saya berkata, 'mengapa tidak?'” Terpikat oleh kesempatan untuk melakukan lebih banyak penelitian dan menghadiri konferensi, Vignolini mengakui bahwa dia agak naif tentang apa yang diperlukan untuk mendapatkan gelar PhD. “Saya tidak seperti mahasiswa PhD yang saya temui sekarang yang melihat ini sebagai karier.”

Pertemuan baru

Setelah meraih gelar PhD, Vignolini didorong untuk pergi ke luar negeri dan akhirnya mengambil post-doc di universitas tersebut Laboratorium Cavendish di Universitas Cambridge di Inggris. Bekerja dengan fisikawan materi lunak Ullrich Steiner, ia mulai mempelajari sifat optik tumbuhan dan hewan yang warna cerahnya bukan berasal dari pigmen atau pewarna, melainkan dari struktur berskala nano yang menyebarkan cahaya. Namun berpindah bidang tidaklah mudah. “Saya pikir saya akan pergi karena labnya terlihat sangat keren tetapi tidak yakin apakah proyek tersebut akan berhasil, jadi saya mendesak supervisor saya untuk mengadakan proyek kedua yang lebih berbasis fisika yang melibatkan pengembangan material optik baru.”

Ternyata, pindah ke Inggris terbukti sukses besar, terbantu oleh pendekatan sains yang berbeda dibandingkan di negara asal. “Saya merasa dihargai dan sangat termotivasi karena orang-orang berterima kasih atas apa yang saya lakukan”, katanya. “Di Italia Anda biasanya harus berterima kasih kepada orang-orang agar bisa bekerja.” Dia juga memuji Cambridge karena membuka pikirannya dan mengubah cara dia melakukan sains. “Sekarang, saya hanya melihat pertanyaannya, dan alat serta orang-orang yang saya perlukan untuk memecahkan masalah tersebut.”

Pada tahun 2014, setelah menerima Philip dan Patricia Brown Next Generation Fellowship dari Universitas Cambridge, Vignolini membentuk kelompok penelitiannya sendiri di departemen kimia Cambridge. Timnya mulai membangun struktur fotonik buatan menggunakan bahan-bahan alami, dengan harapan dapat menciptakan bahan-bahan baru yang dapat terbiodegradasi yang dapat menggantikan pewarna tradisional yang berpotensi berbahaya yang digunakan dalam, misalnya, kosmetik, tekstil, dan label keamanan. “Sejauh ini, kami telah bekerja secara intensif untuk membuat pigmen yang lebih ramah lingkungan.”

Sebagai pemimpin kelompok baru, dia terbantu dengan memenangkan beasiswa David Philip dari Bioteknologi dan Biologi Ilmu Research Council (BBSRC) pada tahun 2013 untuk mempelajari bagaimana tanaman menghasilkan warna struktural. Dia juga memenangkan a “hibah awal” dari Dewan Riset Eropa pada tahun 2015. Namun, Vignolini mengakui bahwa menemukan anggota kelompok merupakan tantangan karena penelitiannya lambat dan membutuhkan ilmuwan yang menggabungkan pengetahuan fisika, kimia, dan biologi.

Menemukan cara untuk meniru warna struktural alami memiliki potensi komersial dan manfaat lingkungan yang sangat besar. “Kita sering kali tidak terlalu memikirkan bagaimana warna dihasilkan, padahal warna berasal dari pigmen dan pewarna sintetis serta menimbulkan dampak buruk terhadap lingkungan,” kata Vignolini. “Mereka menggunakan air dan energi dalam jumlah besar, dapat mengeksploitasi logam-logam penting atau memasukkan bahan kimia karsinogenik, dan banyak bahan limbah yang berakhir di air limbah dan lautan kita.”

Ingin mengkomersialkan penelitian yang dilakukan di laboratoriumnya, pada tahun 2022 Vignolini membantu mendirikan dua perusahaan spin-out. Sparxell dipimpin oleh Benyamin Droguet – salah satu mantan mahasiswa PhD Vignolini – dan mencoba meniru warna struktural selulosa dalam skala besar untuk membuat pigmen dan kilau berwarna nabati (Bahan Alam 21 352). Perusahaan lain – Bahan yang Tidak Mungkin – dipimpin oleh mantan post-doc di kelompoknya, Lukas Schertel, dan mengkomersialkan pigmen putih yang terinspirasi dari Asia Tenggara Cyphochilus kumbang (ACS Nano 16 (5) 7373).

Vignolini senang bahwa penelitiannya berhasil diterapkan di dunia nyata, namun dia juga bangga dengan dampak yang diberikan oleh siswa dan pascadoktoral di kelompoknya. “Saya berharap teknologi kami dapat memberikan dampak positif bagi planet ini dan masalah pemanasan global, serta terus memberikan manfaat terbaik bagi manusia,” katanya. “Mentoring adalah bagian terpenting dari pekerjaan saya.”

Mengarahkan suatu departemen

Pada Januari 2023, Vignolini adalah direktur yang ditunjuk dari departemen baru di Institut Koloid dan Antarmuka Max Planck (MPICI) di Potsdam, Jerman, didedikasikan untuk material berkelanjutan dan terinspirasi dari hayati. Sebagai direktur wanita pertama di MPICI, dia saat ini melakukan perjalanan bolak-balik antara Inggris dan Jerman sambil juga membesarkan dua balita. “Saya tidak menyangka pekerjaannya akan berbeda, namun kenyataannya memang demikian. Dalam kelompok penelitian saya, saya memberdayakan orang lain dan di sini saya membangun sesuatu untuk orang lain,” katanya.

Disiplin sains tidak harus memiliki batasan yang jelas, semuanya saling terkait dan Anda harus tetap berpikiran terbuka

Saat masih dalam tahap awal karirnya di Jerman, Vignolini membangun ruang mikroskop elektron dari awal dan mencari tim baru. “Butuh waktu untuk menemukan orang yang tepat. Beberapa anggota kelompok Cambridge akan pindah ke sini mulai bulan September dan yang lainnya sedang mencari posisi lain,” jelas Vignolini. “Rencananya adalah pindah 100% ke sini, tapi saya sedang menyelesaikan beberapa proyek di Cambridge dan masih membimbing siswa.”

Bagaimana Treesearch mempelajari rahasia material hutan dengan ilmu sinkrotron

Di Jerman, Vignolini juga akan mengembangkan bidang penelitian lain yang disebut “materi sim-bionik”, yang melibatkan pengamatan bagaimana organisme bekerja sama untuk memanen dan memanipulasi cahaya. Ada satu spesies siput laut hijau, misalnya, yang menyerap kloroplas hidup dari alga yang dimakannya sehingga fotosintesis dapat berlangsung di dalam sel siput. “Disiplin sains tidak harus memiliki batasan yang jelas, faktanya, semuanya saling terkait dan Anda harus tetap berpikiran terbuka,” ujarnya. “Saya tidak lagi paham apa itu kimia, fisika, atau biologi; Saya mengambil pendekatan yang lebih luas dan percaya bahwa itulah kemajuan ilmu pengetahuan.”

• Konten Bertenaga SEO & Distribusi PR. Dapatkan Amplifikasi Hari Ini.
• PlatoData.Jaringan Vertikal Generatif Ai. Berdayakan Diri Anda. Akses Di Sini.
• PlatoAiStream. Intelijen Web3. Pengetahuan Diperkuat. Akses Di Sini.
• PlatoESG. Karbon, teknologi bersih, energi, Lingkungan Hidup, Tenaga surya, Penanganan limbah. Akses Di Sini.
• PlatoHealth. Kecerdasan Uji Coba Biotek dan Klinis. Akses Di Sini.
• Sumber: https://physicsworld.com/a/rethinking-physics-silvia-vignolini-on-succeeding-at-the-boundary-between-disciplines/