重新思考物理学：Silvia Vignolini 在学科边界上取得成功 – 物理世界

“在学校里，我总是更喜欢科学或数学而不是其他科目，”说 西尔维娅·维尼奥里尼，“但我不知道物理学家到底做了什么。” 维尼奥里尼在意大利佛罗伦萨郊外的一个小镇长大，她的父亲实际上希望她学习一门能够找到“合适工作”的学科，而她进入物理学的道路相当偶然。 “我有一位很棒的化学老师，他会让我们阅读科学书籍并向全班展示。”

结果，在维尼诺里尼发表了关于斯蒂芬·霍金的演讲后，她对这个主题，特别是天体物理学的兴趣被激发了。 时间简史。 尽管她对书中讨论的科学知识不太了解，但她拒绝放弃，并向一位正在学习物理的朋友求助，以帮助她理解陌生的概念。 然后她开始阅读其他科学书籍，包括贝尔托·布莱希特的伽利略传记。

但事实证明，维尼奥里尼涉足物理学也是基于另一个偶然的评论。 “我穿着妈妈送的一件大毛衣和黑色裤子——我有这种垃圾风格的外观——有人说我会成为一名非常优秀的物理学家，”她笑着回忆道。 “我不认为自己是一个特别的天才，但我从来没有质疑过自己的决定，也没有问过自己是否足够好。 我觉得学习物理很酷，所以我就这么做了。”

我想做天体物理学，但它并不像我想象的那么实际，所以我最终选择了光和光学。

她继续在该校学习物理 佛罗伦萨大学，获得该学科的学士和硕士学位。 “我想做天体物理学，但它并不像我想象的那样需要实践，所以我最终选择了光和光学，”维诺里尼解释道。 但作为家里第一个上大学的人，父母并不同意她的选择。 事实上，她的父亲曾希望她从事经济学并接管家族商店的财务。 “他认为物理学是浪费时间，因为我永远找不到工作，而且当时我无法真正解释物理学家做了什么。”

2009 年，维尼奥里尼获得了光学物理学博士学位。 欧洲非线性光谱实验室 (LENS) 在佛罗伦萨大学。 “他们告诉我，这就像我的硕士论文，但为期三年，并支付报酬”她回忆道。 “所以我说，‘为什么不呢？’”受到进行更多研究和参加会议的机会的吸引，维尼诺里尼承认她对博士学位的含义相当天真。 “我不像我现在遇到的博士生，他们认为这是一种职业。”

新的邂逅

获得博士学位后，维尼诺里尼被鼓励出国，最终在 剑桥大学卡文迪什实验室 在英国。 与软物质物理学家合作 乌尔里希·斯坦纳之后，她开始研究植物和动物的光学特性，这些植物和动物的鲜艳色彩不是来自颜料或染料，而是来自散射光的纳米级结构。 但转换领域并不容易。 “我认为我要去是因为这个实验室看起来真的很酷，但不确定该项目是否会发挥作用，所以我坚持与我的主管进行第二个更加基于物理的项目，涉及开发新的光学材料。”

事实证明，移居英国取得了巨大成功，这得益于与家乡不同的科学方法。 “当人们对我所做的事情心存感激时，我感到自己受到了重视，并受到极大的激励”，她说。 “在意大利，你通常必须感谢人们才能工作。” 她还称赞剑桥大学开放了她的思想并改变了她的科学研究方式。 “现在，我只关注问题，以及解决问题所需的工具和人员。”

2014 年，在获得剑桥大学菲利普和帕特里夏·布朗下一代奖学金后，维格诺里尼在剑桥化学系组建了自己的研究小组。 她的团队着手使用天然材料构建人工光子结构，希望创造出新型可生物降解材料，取代化妆品、纺织品和安全标签中使用的传统的、有潜在危险的着色剂。 “到目前为止，我们一直在努力生产更可持续的颜料。”

作为新的小组领导者，她获得了大卫菲利普奖学金的帮助 生物与生物科学研究理事会 （BBSRC）于2013年研究植物如何产生结构色。 她还赢得了 “起始补助金” 来自 2015年欧洲研究理事会。 然而，维尼奥里尼承认，寻找小组成员具有挑战性，因为研究进展缓慢，并且需要科学家结合物理、化学和生物学知识。

寻找复制自然结构色的方法具有巨大的商业潜力和环境效益。 “我们通常不会真正考虑颜色是如何产生的，但它们来自合成颜料和染料，并且会产生巨大的环境成本，”维尼奥里尼说。 “它们大量使用水和能源，可以开采关键金属或含有致癌化学物质，大量废料最终进入废水和海洋。”

维尼奥里尼热衷于将实验室研究成果商业化，于 2022 年帮助共同创立了两家衍生公司。 斯帕塞尔 由 本杰明·德罗盖 – Vignolini 以前的博士生之一 – 正在尝试大规模复制纤维素的结构颜色，以制造植物性彩色颜料和闪光（自然材料 21 352）。 另一家公司—— 不可能的材料 – 由她小组中的一位前博士后领导， 卢卡斯舍特尔，并将受东南亚启发的白色颜料商业化 圆唇兰 甲虫（ACS纳米 16（5） 7373).

维尼诺里尼很高兴她的研究正在进入现实世界，但她也为她的团队的学生和博士后产生的影响感到自豪。 “我希望我们的技术能够对地球和全球变暖问题产生积极影响，并继续让人们发挥出最好的一面，”她说。 “指导是我工作中最重要的部分。”

指导一个部门

2023 年 XNUMX 月，维尼奥里尼 委任董事 的一个新部门 马克斯·普朗克胶体与界面研究所 (MPICI) 位于德国波茨坦，致力于可持续和仿生材料。 作为 MPICI 的第一位女董事，她目前在英国和德国之间往返，同时还要抚养两个幼儿。 “我没想到这份工作会有所不同，但实际上确实如此。 在我的研究小组中，我帮助了其他人，在这里为其他人创造了一些东西，”她说。

科学学科不必有明确的界限，它们都是相互交织的，你必须保持开放的心态

虽然维尼奥里尼在德国仍处于职业生涯的早期阶段，但她正在从头开始建造一个电子显微镜室并寻找一个新团队。 “找到合适的人需要时间。 剑桥小组的一些成员将从 100 月份开始搬到这里，其他成员正在寻找其他职位。”Vignolini 解释道。 “计划是 XNUMX% 搬到这里，但我正在完成剑桥的一些项目，并仍在指导学生。”

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在德国，维尼奥里尼还将开发另一个研究领域，称为 “共生物质”，其中涉及研究生物体如何合作来收获和操纵光。 例如，有一种绿海蛞蝓能够将活的叶绿体与它所吃的藻类隔离开来，以便光合作用可以在蛞蝓的细胞内进行。 “科学学科不必有明显的界限，事实上，它们都是相互交织的，你必须保持开放的心态，”她说。 “我真的不明白化学、物理或生物学是什么了；我真的不明白化学、物理或生物学是什么了。 我采取更广泛的方法，并相信这就是科学知识进步的方式。”

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