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Polymers

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Monica Olvera de la Cruz traz simulações químicas para o mundo real

Esta pesquisadora une as ciências teórica e experimental utilizando física, química e biologia

by Malena Beatriz Stariolo, exclusivo para a C&EN
September 20, 2024 | A version of this story appeared in Volume 102, Issue 29

 

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Monica Olvera de la Cruz sorri enquanto está sentada em um banco.
Credit: Eddie Quinones
Monica Olvera de la Cruz

Raras pessoas ficariam felizes com a perspectiva de trabalhar em uma unidade de computação no período noturno. Mas em 1982, Monica Olvera de la Cruz o fazia com um sorriso no rosto.

Informações vitais

Cidade Natal: Acapulco, México

Formação Acadêmica: Bacharelado em Física, Universidade Nacional Autônoma do México, 1981; Doutorado em Física, Universidade de Cambridge, 1985

Cargo atual: Professora da Cátedra Lawyer Taylor de Ciência e Engenharia dos Materiais, Northwestern University

Melhor conselho profissional: Encontre seus próprios casos de pesquisa porque não há satisfação em trabalhar em um problema que outros formularam. Ele provavelmente será resolvido antes que você o resolva e, se não for resolvido, isso significa que é muito difícil.

Música favorita: Clássica, tropical e disco. Tenho muitas músicas favoritas, dependendo do meu humor e do ambiente.

Apelido: Mino. Meu irmão Sergio me apelidou assim.

Eu sou: Latina

Naquela época, era estudante de doutorado na Universidade de Cambridge e investigava como as cadeias de polímeros se misturam e se movem em nível molecular. Mas a pesquisa exigia um extenso trabalho de construção de algoritmos e simulações, o que era uma tarefa difícil para o único computador disponível aos alunos de Cambridge. Olvera de la Cruz era obrigada a esperar em uma fila de dezenas de jovens cientistas durante dias para usar o equipamento por algumas horas.

Suas perspectivas mudaram após uma visita às instalações de computação de última geração do Conselho de Pesquisa Médica do Reino Unido. “Perguntei ao meu amigo se eu poderia executar minhas simulações no equipamento deles à noite”, lembra Olvera de la Cruz. A resposta foi sim.

As simulações de polímeros resultaram em uma parceria com o conselho na tentativa de entender o que acontece com o DNA, um polímero, durante a eletroforese em gel. “Acredito que essa foi a coisa mais importante que fiz, procurar um problema que tivesse relevância. Não se tratava mais apenas de um jogo de simulação”, diz ela.

Aquela colaboração inesperada mudou o rumo de seu doutorado e foi um sinal de onde sua pesquisa chegaria. Hoje, Olvera de la Cruz dirige seu próprio laboratório e vários centros de pesquisa na Northwestern University (EUA), famosos por seu trabalho que combina química, ciência dos materiais, biologia, física e engenharia.

Ela é particularmente conhecida por conectar equipes teóricas e experimentais com sua abordagem multidisciplinar e sua energia brilhante. “É uma pessoa que ama sua ciência e realmente tem um profundo compromisso com ela. É um entusiasmo contagiante”, diz Charles Sing, que trabalhou com Olvera de la Cruz durante sua bolsa de pós-doutorado na Northwestern University.

Apesar de estar há muito tempo no meio acadêmico, suas origens estão longe das universidades. A cientista cresceu em Acapulco, uma cidade litorânea do México que, na época, tinha pouquíssimos laboratórios de ciências. “Quanto mais elevado o nível de educação, mais escassos eram os laboratórios”, diz ela. Ela se lembra que, durante a infância, não teve a oportunidade de conhecer nenhum pesquisador e não teve nenhum cientista como referência, o que inicialmente a levou a considerar uma carreira em filosofia ou matemática.

Apesar disso, sua curiosidade sobre a natureza que a cercava aflorou. Desde pequena, ela era curiosa em relação ao mar, ao movimento das estrelas e aos mistérios da eletricidade. Tudo isso se traduziu em uma aptidão para a ciência na escola. Ela se lembra de sua primeira aula de física: “O professor nos deu todas as equações, e eu disse a ele que não precisava delas. Eu podia deduzi-las”.

Acredito que essa foi a coisa mais importante que fiz, procurar um problema que tivesse relevância. Não se tratava mais apenas de um jogo de simulação.

Com o apoio de sua família e o desejo de entender as forças da natureza, ela se formou em Física na Universidade Nacional Autônoma do México. Posteriormente, incentivada por seu orientador, Alfonso Mondragón Ballesteros, fez seu doutorado em Cambridge.

Ao longo de sua carreira, Olvera de la Cruz e seu grupo de alunos têm sido as mentes teóricas responsáveis pelas explicações de que os experimentalistas necessitam para acelerar suas descobertas no mundo real. Seu trabalho de doutorado sobre DNA na década de 1980 possibilitou melhores maneiras de sequenciar genes. Mais recentemente, seu grupo ajudou a identificar vulnerabilidades na proteína spike do vírus SARS-CoV-2 e a desenvolver materiais macios para robôs aquáticos (ACS Nano 2020, DOI: 10.1021/acsnano.0c04798; Sci. Robot. 2020, DOI: 10.1126/scirobotics.abb9822).

Para os robôs, um grupo da Northwestern empregou simulações criadas pelo grupo de Olvera de la Cruz para desenvolver materiais macios com a capacidade de reagir e se adaptar ao ambiente em nível molecular como, por exemplo, reagindo a campos magnéticos e à luz. Essas propriedades foram fundamentais para que os robôs pudessem andar e se orientar.

Para fazer esse tipo de simulação, os membros do grupo precisam lidar com muitas variáveis, por exemplo, como um campo elétrico é distorcido por íons, sendo necessário saber qual variável será relevante no que se deseja fazer. “É um pouco parecido com um jogo, tentar descobrir o que está acontecendo em nossos sistemas”, diz Martin Girard, ex-aluno da pesquisadora. “Trabalhar com Olvera de la Cruz é divertido, e sempre houve uma boa atmosfera no grupo, o que tornou o trabalho agradável.”

E, apesar das funções frequentemente assumidas pelos teóricos nos bastidores, “é possível ver os ecos do trabalho de Monica e as ideias que ela desenvolveu permeando as publicações das últimas décadas”, diz Sing, que agora é professora da Universidade de Illinois Urbana-Champaign. Uma de suas maiores influências está no campo dos eletrólitos. Em 1995, ela descobriu que as interações entre polieletrólitos e contra-íons, ambos componentes carregados, podem levar à formação de um sólido a partir de uma solução. Essa descoberta contribuiu para a compreensão do comportamento de moléculas carregadas.

“Quando eu estava no doutorado, meu orientador mencionou que se eu quisesse entender eletrólitos, tudo o que eu precisava fazer era ler os artigos de Olvera de la Cruz”, diz Sing. Muitas vezes, quando vou fazer algo nessa área, olho para trás e descubro que Monica fez isso muito bem décadas atrás.”

Com um sorriso constante e alegria em compartilhar seu conhecimento, Olvera de la Cruz consegue envolver qualquer pessoa nos campos que estuda. Hoje, a professora está satisfeita em ver que a academia, especialmente nos campos da química e da física, tem uma presença hispânica mais significativa, e ela espera que isso permita que as novas gerações se sintam mais incluídas na comunidade científica.

Tradução para o português realizada por Luisa Forain para a C&EN. A versão original (em inglês) deste artigo foi publicada em 20 de setembro de 2024.

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