Regândirea fizicii: Silvia Vignolini despre reușirea la granița dintre discipline – Physics World

„Întotdeauna am preferat știința sau matematica față de alte materii din școală”, spune Silvia Vignolini, „dar nu aveam idee ce face de fapt un fizician.” Crescut într-un orășel din afara Florenței, Italia, tatăl lui Vignolini a vrut, de fapt, să studieze o materie care să ducă la „un loc de muncă adecvat”, iar drumul ei către fizică a avut loc mai degrabă întâmplător. „Am avut un profesor de chimie grozav, care ne punea să citim cărți de știință și să le prezentăm clasei.”

Drept urmare, interesul ei pentru subiect – și în special pentru astrofizică – a fost stârnit după ce Vignolini a ținut o conferință despre tema lui Stephen Hawking. O scurtă istorie a timpului. În ciuda faptului că nu înțelegea mare parte din știința discutată în carte, ea a refuzat să renunțe și a apelat la un prieten care studia fizica pentru a o ajuta să înțeleagă conceptele necunoscute. Apoi a început să devoreze alte cărți de știință, inclusiv biografia lui Bertolt Brecht despre Galileo.

Dar după cum se dovedește, incursiunea lui Vignolini în fizică s-a bazat și pe un alt comentariu întâmplător. „Purtam un pulover mare de la mama mea și pantaloni negri – aveam acest aspect în stil grunge – și cineva a spus că aș fi un fizician foarte bun”, își amintește ea râzând. „Nu cred că sunt un geniu anume, dar nu mi-am pus niciodată la îndoială decizia sau nu m-am întrebat dacă aș fi suficient de bun. Am crezut că studiul fizicii este grozav, așa că asta am făcut.”

Am vrut să fac astrofizică, dar nu a fost atât de practic pe cât credeam, așa că am ajuns să merg după lumină și optică.

Ea a continuat să studieze fizica la Universitatea din Florența, obținând o diplomă de licență și master în materie. „Am vrut să fac astrofizică, dar nu a fost atât de practic pe cât credeam, așa că am ajuns să merg după lumină și optică”, explică Vignolini. Dar, fiind prima persoană din familia ei care a mers la universitate, părinții ei nu au fost de acord cu alegerea ei. De fapt, tatăl ei sperase că va face economie și va prelua finanțele magazinului de familie. „El a crezut că fizica ar fi o pierdere de timp, deoarece nu-mi voi găsi niciodată un loc de muncă și, pe atunci, nu puteam să explic cu adevărat ce făceau fizicienii.”

În 2009, lui Vignolini i sa oferit un doctorat în fizică optică la Laboratorul European de Spectroscopie Neliniară (LENS) la Universitatea din Florenţa. „Mi-au spus că va fi ca lucrarea mea de master, dar va dura trei ani și va plăti”, își amintește ea. „Așa că am spus, „de ce nu?”” Ademenită de oportunitatea de a face mai multe cercetări și de a merge la conferințe, Vignolini admite că a fost destul de naivă în ceea ce ar presupune un doctorat. „Nu am fost ca studenții doctoranzi pe care îi întâlnesc acum, unde ei văd asta ca pe o carieră.”

Noi întâlniri

După doctorat, Vignolini a fost încurajată să plece în străinătate și a ajuns să facă un post-doctorat în Laboratorul Cavendish de la Universitatea din Cambridge în Regatul Unit. Lucrul cu fizicianul materiei moale Ullrich Steiner, ea a început să studieze proprietățile optice ale plantelor și animalelor ale căror culori vii nu provin din pigmenți sau coloranți, ci din structuri la scară nanometrică care împrăștie lumina. Dar schimbarea câmpurilor nu a fost ușoară. „M-am gândit că merg pentru că laboratorul arată foarte bine, dar nu eram sigur dacă proiectul va funcționa, așa că am insistat cu supervizorul meu să avem un al doilea proiect, mai bazat pe fizică, care să implice dezvoltarea de noi materiale optice.”

După cum s-a dovedit, mutarea în Marea Britanie s-a dovedit un mare succes, ajutată de abordarea diferită a științei față de cea de acasă. „M-am simțit apreciat și extrem de motivat, deoarece oamenii erau recunoscători pentru ceea ce [am făcut]”, spune ea. „În Italia, de obicei, trebuie să fii recunoscător oamenilor pentru a putea lucra.” De asemenea, îi merită Cambridge pentru că și-a deschis mintea și a schimbat modul în care face știință. „Acum, mă uit doar la întrebare și la instrumentele și oamenii de care am nevoie pentru a rezolva problema.”

În 2014, după ce a primit o bursă Philip and Patricia Brown Next Generation de la Universitatea din Cambridge, Vignolini și-a format propriul grup de cercetare în cadrul departamentului de chimie din Cambridge. Echipa ei și-a propus să construiască structuri fotonice artificiale folosind materiale naturale, cu speranța de a crea noi materiale biodegradabile care ar putea înlocui coloranții tradiționali, potențial periculoși, folosiți, de exemplu, în cosmetice, textile și etichete de securitate. „Până acum, am lucrat intens pentru a face pigmenți mai durabili.”

Ca nou lider de grup, ea a fost ajutată prin câștigarea unei burse David Philip de la Consiliul de Cercetare în Biotehnologie și Științe Biologice (BBSRC) în 2013 pentru a studia modul în care plantele produc culori structurale. Ea a câștigat și un „grant de pornire” de la Consiliul European de Cercetare în 2015. Cu toate acestea, Vignolini recunoaște că găsirea membrilor grupului a fost o provocare, deoarece cercetarea este lentă și necesită oameni de știință care să combine cunoștințele de fizică, chimie și biologie.

Găsirea unor modalități de a reproduce culoarea structurală naturală are un potențial comercial masiv și beneficii pentru mediu. „De multe ori nu ne gândim cu adevărat la modul în care sunt produse culorile, dar ele provin din pigmenți și coloranți sintetici și au un cost enorm pentru mediu”, spune Vignolini. „Ei folosesc mult apă și energie, pot exploata metale critice sau pot include substanțe chimice cancerigene, iar o mulțime de deșeuri ajung în apele reziduale și în oceanul nostru.”

Dorită să comercializeze cercetările efectuate în laboratorul ei, în 2022, Vignolini a ajutat la cofondarea a două companii spin-out. Sparxell este condus de Benjamin Droguet – unul dintre foștii doctoranzi ai lui Vignolini – și încearcă să reproducă culorile structurale ale celulozei la scară largă pentru a face pigmenți și sclipici colorați pe bază de plante (Materiale Natura 21 352). Cealalta companie - Materiale imposibile – este condusă de un fost post-doctorat din grupul ei, Lukas Schertel, și comercializează pigmenții albi inspirați din Asia de Sud-Est Cyphochilus gândac (ACS Nano 16 (5) 7373).

Vignolini este fericită că cercetarea ei își face drum în lumea reală, dar este, de asemenea, mândră de faptul că studenții și postdoctorii din grupul ei au un impact. „Sper că tehnologia noastră poate fi pozitivă pentru planetă și pentru problema încălzirii globale și să continue să aducă tot ce este mai bun din oameni”, spune ea. „Mentoratul este cea mai importantă parte a muncii mele.”

Conducerea unui departament

În ianuarie 2023, Vignolini a fost director numit a unui nou departament la Institutul Max Planck de Coloizi și Interfețe (MPICI) din Potsdam, Germania, dedicat materialelor durabile și bio-inspirate. Prima femeie regizor la MPICI, ea călătorește în prezent între Marea Britanie și Germania, în timp ce crește și doi copii mici. „Nu mă așteptam ca jobul să fie diferit, dar de fapt este. În grupul meu de cercetare, am permis altor oameni și aici construim ceva pentru alții”, spune ea.

Disciplinele științifice nu trebuie să aibă granițe distincte, toate sunt împletite și trebuie să păstrați mintea deschisă

În timp ce încă se află în primele etape ale carierei sale în Germania, Vignolini construiește o cameră de microscop electronic de la zero și caută o nouă echipă. „Este nevoie de timp pentru a găsi oamenii potriviți. Unii membri ai grupului Cambridge se vor muta aici din septembrie, iar alții caută alte posturi”, explică Vignolini. „Planul este să mă muți 100% aici, dar termin niște proiecte în Cambridge și înca mentorat studenților.”

Cum Treesearch studiază secretele materialelor forestiere cu știința sincrotronului

În Germania, Vignolini va dezvolta și un alt domeniu de cercetare numit „materie simbionică”, care implică analizarea modului în care organismele cooperează pentru a recolta și manipula lumina. Există o specie de melc de mare verde, de exemplu, care sechestrează cloroplastele vii din alga pe care o mănâncă, astfel încât fotosinteza să poată continua în interiorul celulelor melcului. „Disciplinele științei nu trebuie să aibă granițe distincte, de fapt, toate sunt împletite și trebuie să păstrați mintea deschisă”, spune ea. „Nu prea văd ce este chimia, fizica sau biologia; Eu adopt o abordare mai largă și cred că așa progresează cunoștințele științifice.”

• Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
• PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
• PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
• PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
• Sursa: https://physicsworld.com/a/rethinking-physics-silvia-vignolini-on-succeeding-at-the-boundary-between-disciplines/