Repensando a física: Silvia Vignolini sobre o sucesso na fronteira entre as disciplinas – Physics World

“Sempre preferi ciências ou matemática a outras disciplinas da escola”, diz Silvia Vignolini, “mas eu não tinha ideia do que um físico realmente fazia”. Tendo crescido numa pequena cidade nos arredores de Florença, Itália, o pai de Vignolini queria que ela estudasse uma matéria que a levasse a “um emprego adequado” e o seu percurso na física ocorreu bastante por acaso. “Tive um ótimo professor de química, que nos fazia ler livros de ciências e apresentá-los para a turma.”

Como resultado, seu interesse pelo assunto – e pela astrofísica em particular – foi despertado depois que Vignolini deu uma palestra sobre Stephen Hawking. Uma breve História do Tempo. Apesar de não entender muito da ciência discutida no livro, ela se recusou a desistir e recorreu a uma amiga que estudava física para ajudá-la a compreender os conceitos desconhecidos. Ela então começou a devorar outros livros de ciência, incluindo a biografia de Galileu de Bertolt Brecht.

Mas acontece que a incursão de Vignolini na física também se baseou em outro comentário casual. “Eu estava usando um suéter grande da minha mãe e calças pretas – eu tinha um visual estilo grunge – e alguém disse que eu seria uma ótima física”, ela lembra rindo. “Não me considero um gênio em particular, mas nunca questionei minha decisão ou me perguntei se seria bom o suficiente. Achei legal estudar física, então foi isso que fiz.”

Eu queria fazer astrofísica, mas não era tão prático quanto pensava, então acabei optando por luz e óptica.

Ela passou a estudar física na Universidade de Florença, obtendo bacharelado e mestrado na área. “Eu queria fazer astrofísica, mas não era tão prático quanto pensava, então acabei optando pela luz e pela óptica”, explica Vignolini. Mas como foi a primeira pessoa da sua família a ir para a universidade, os seus pais não concordaram com a sua escolha. Na verdade, seu pai esperava que ela estudasse economia e assumisse as finanças da loja da família. “Ele achava que a física seria uma perda de tempo, pois eu nunca encontraria um emprego e, naquela época, não conseguia explicar realmente o que os físicos faziam.”

Em 2009, foi oferecido a Vignolini um doutorado em física óptica na Laboratório Europeu de Espectroscopia Não Linear (LENS) na Universidade de Florença. “Disseram-me que seria como a minha tese de mestrado, mas demoraria três anos e seria pago”, lembra ela. “Então eu disse, 'por que não?'” Atraída pela oportunidade de fazer mais pesquisas e participar de conferências, Vignolini admite que foi bastante ingênua sobre o que um doutorado implicaria. “Eu não era como os estudantes de doutorado que encontro agora, que veem isso como uma carreira.”

Novos encontros

Após o doutorado, Vignolini foi incentivada a ir para o exterior e acabou fazendo pós-doutorado na Laboratório Cavendish da Universidade de Cambridge no Reino Unido. Trabalhando com o físico da matéria mole Ulrich Steiner, ela começou a estudar as propriedades ópticas de plantas e animais cujas cores vivas não vêm de pigmentos ou corantes, mas de estruturas em nanoescala que espalham a luz. Mas mudar de campo não foi fácil. “Pensei em ir porque o laboratório parece muito legal, mas não tinha certeza se o projeto iria funcionar, então insisti com meu supervisor para ter um segundo projeto, mais baseado em física, que envolvesse o desenvolvimento de novos materiais ópticos.”

No final das contas, a mudança para o Reino Unido revelou-se um grande sucesso, ajudada pela abordagem diferente da ciência em comparação com o país de origem. “Senti-me valorizada e enormemente motivada porque as pessoas ficaram gratas pelo que [eu fiz]”, diz ela. “Na Itália, geralmente é preciso ser grato às pessoas para poder trabalhar.” Ela também dá crédito a Cambridge por abrir sua mente e mudar a forma como ela faz ciência. “Agora, olho apenas para a questão e para as ferramentas e pessoas de que preciso para resolver o problema.”

Em 2014, depois de receber uma bolsa Philip e Patricia Brown Next Generation da Universidade de Cambridge, Vignolini formou seu próprio grupo de pesquisa no departamento de química de Cambridge. A sua equipa decidiu construir estruturas fotónicas artificiais utilizando materiais naturais, na esperança de criar novos materiais biodegradáveis ​​que pudessem substituir os corantes tradicionais e potencialmente perigosos utilizados, por exemplo, em cosméticos, têxteis e etiquetas de segurança. “Até agora, trabalhamos intensamente para produzir pigmentos mais sustentáveis.”

Como nova líder de grupo, ela foi ajudada ao ganhar uma bolsa David Philip da Conselho de Pesquisa em Biotecnologia e Ciências Biológicas (BBSRC) em 2013 para estudar como as plantas produzem cores estruturais. Ela também ganhou um “concessão inicial” do Conselho Europeu de Investigação em 2015. No entanto, Vignolini reconhece que encontrar membros do grupo foi um desafio porque a investigação é lenta e requer cientistas que combinem conhecimentos de física, química e biologia.

Encontrar maneiras de replicar a cor estrutural natural tem um enorme potencial comercial e benefícios ambientais. “Muitas vezes não pensamos realmente em como as cores são produzidas, mas elas vêm de pigmentos e corantes sintéticos e têm um custo ambiental enorme”, diz Vignolini. “Eles usam muito água e energia, podem explorar metais críticos ou incluir produtos químicos cancerígenos, e muitos resíduos acabam nas águas residuais e no nosso oceano.”

Com vontade de comercializar pesquisas realizadas em seu laboratório, em 2022 Vignolini ajudou a cofundar duas empresas spin-out. Sparxel é chefiado por Benjamin Droguet – um dos ex-alunos de doutorado de Vignolini – e está tentando replicar as cores estruturais da celulose em larga escala para produzir pigmentos coloridos e brilhos à base de plantas (Nature Materials 21 352). A outra empresa - Materiais impossíveis – está sendo liderado por um ex-pós-doutorando em seu grupo, Lucas Schertel, e está comercializando os pigmentos brancos inspirados no Sudeste Asiático Cyphochilus besouro (ACS Nano 16 (5) 7373).

Vignolini está feliz com o fato de sua pesquisa estar chegando ao mundo real, mas ela também está orgulhosa do impacto dos alunos e pós-doutorados de seu grupo. “Espero que a nossa tecnologia possa ser positiva para o planeta e para o problema do aquecimento global, e para continuar a extrair o melhor das pessoas”, diz ela. “A mentoria é a parte mais importante do meu trabalho.”

Dirigindo um departamento

Em janeiro de 2023, Vignolini foi diretor nomeado de um novo departamento na Instituto Max Planck de Colóides e Interfaces (MPICI) em Potsdam, Alemanha, dedicada a materiais sustentáveis ​​e de inspiração biológica. Primeira mulher diretora do MPICI, ela atualmente viaja entre o Reino Unido e a Alemanha enquanto cria dois filhos pequenos. “Eu não esperava que o trabalho fosse diferente, mas na verdade é. No meu grupo de pesquisa capacitei outras pessoas e aqui é construir algo para os outros”, afirma.

As disciplinas científicas não precisam ter limites distintos, estão todas interligadas e é preciso manter a mente aberta

Ainda nos estágios iniciais de sua carreira na Alemanha, Vignolini está construindo uma sala de microscópio eletrônico do zero e procurando uma nova equipe. “Leva tempo para encontrar as pessoas certas. Alguns membros do grupo de Cambridge se mudarão para cá a partir de setembro e outros estão em busca de outros cargos”, explica Vignolini. “O plano é mudar 100% para cá, mas estou finalizando alguns projetos em Cambridge e ainda orientando alunos.”

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Na Alemanha, Vignolini também desenvolverá outro campo de pesquisa denominado “matéria simbiônica”, que envolve observar como os organismos cooperam para coletar e manipular a luz. Há uma espécie de lesma marinha verde, por exemplo, que sequestra cloroplastos vivos das algas que come, para que a fotossíntese possa continuar dentro das células da lesma. “As disciplinas científicas não precisam ter limites distintos; na verdade, estão todas interligadas e é preciso manter a mente aberta”, diz ela. “Eu realmente não vejo mais o que é química, física ou biologia; Adoto uma abordagem mais ampla e acredito que é assim que o conhecimento científico progride.”

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• Fonte: https://physicsworld.com/a/rethinking-physics-silvia-vignolini-on-succeeding-at-the-boundary-between-disciplines/