10/10/2013

Prêmio Nobel de Química 2013: sistemas químicos complexos

Foto:À esquerda Martin Karplus, ao centro Michael Levitt e à direita Arieh Warshel.

Sistemas complexos são caracterizados, entre outros aspectos, pelo grande número de componentes interagindo e pela co-existência de distintas escalas de espaço e tempo. Além das dificuldades associadas à descrição específica a cada nível, a conexão entre os diferentes estratos é não trivial e envolve vários problemas conceituais, alguns ainda intransponíveis. A edição de 2013 do Prêmio Nobel de Química, anunciado nessa quarta-feira (09.10.13) e divido igualmente entre o austríaco Martin Karplus (Université de Strasbourg e Harvard University), o sul-africano Michael Levitt (Stanford University), e o israelense Arieh Warshel (University of Southern California), reconheceu algumas importantes contribuições nessa área.

O prêmio foi anunciado como reconhecimento ao desenvolvimento de modelos multi-escala para sistemas químicos complexos. Em particular, reconheceu-se com a láurea o desenvolvimento de métodos utilizando tanto a mecânica clássica quanto a mecânica quântica e que permitiu o tratamento de problemas antes inacessíveis, conectando estruturas em diferentes escalas, e incluindo ainda o meio circundante.

A descrição por meio da estrutura eletrônica, geometria e dinâmica de biomoléculas exemplifica esses diferentes níveis hierárquicos e requer a aplicação de métodos ab initio e semi-empíricos, além de dinâmica molecular clássica e quântica. A utilização de métodos híbridos QM/MM (Quantum Mechanical / Molecular Mechanics) une a precisão dos tratamentos quânticos com a velocidade dos clássicos, e permite lidar com problemas como a dinâmica de reações enzimáticas em solução.

Além do avanço em áreas cujo desenvolvimento experimental sozinho teria pouco a acrescentar, o trabalho pioneiro de Karplus, Levitt e Warshel abriu importantes perspectivas de diálogo entre abordagens teóricas e experimentais, ampliando a fronteira do conhecimento e, portanto, criando novas ignorâncias.

No Brasil, a Química Teórica é uma área bem estabelecida dentro da Físico-química e conta com alguns grupos de excelência, particularmente no desenvolvimento de métodos teóricos.

Fonte: Hamilton Varela, Professor Associado do Instituto de Química de São Carlos, da Universidade de São Paulo.