O Prêmio Nobel é o maior prêmio que um cientista pode receber. É oferecido todos os anos aos cientistas que fizeram grandes descobertas. Cientistas descobriram que… preparou um post especial para nossos leitores. Reunimos três pesquisadores das áreas de Biologia/Biomedicina, Física e Química para explicar as grandes descobertas que renderam o prêmio Nobel de Medicina, Química e Física de 2014. Aproveitem!

(Para ouvir o áudio do texto com os autores, clique aqui.)

Prêmio Nobel de Medicina / Fisiologia                                                                                    Por Giordano Wosgrau Calloni                                                                                                          Prof. do Dpto. de Biologia Celular, Embriologia e Genética da UFSC

Imagine que um belo dia em que você saísse de casa, fosse trabalhar, como todos os dias, e ao final de seu expediente você não conseguisse saber para onde ir. Você não sabe como voltar para sua casa, mesmo sabendo que possui uma. Afinal, como encontramos todo o dia nosso caminho de volta? Isto ocorre porque nossos cérebros são dotados de neurônios especiais. Elas estão presentes em duas regiões do sistema nervoso que se interconectam: o hipocampo e o córtex medial entorrinal (veja a figura abaixo). Estas regiões são responsáveis por fornecer as informações de senso de distância e deslocamento.

O prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 2014, foi dado aos pesquisadores que descobriram esta intrincada conexão. Os ganhadores são Dr. John O’Keefe, que em 1971 descobriu que certas células neurais presentes no hipocampo de ratos eram sempre ativadas quando eles eram colocados em um determinado lugar, fornecendo um mapa do local ao animal; e os doutores May-Britt Moser e Edvard I. Moser, os quais continuaram estes estudos e descobriram, em 2005, outros elementos chave neste processo: as chamadas células-grade. Estas estão presentes no córtex entorrinal e fornecem ao organismo uma posição precisa, além da possibilidade de explorar o ambiente em que se encontra. Seus trabalhos subsequentes mostraram que as células do córtex entorrinal trabalham em conjunto com as células do hipocampo para gerar as informações espaciais de reconhecimento e lembrança dos ambientes de maneira a encontrarmos nossos destinos, na grande maioria das vezes.

Prêmio Nobel de Física                                                                                                                     Por Paula Borges Monteiro                                                                                                            Prof. do Instituto Federal de Santa Catarina do IFSC

Você sabia que o disco Blu-Ray é capaz de armazenar mais informação que o DVD ou o CD? Você sabia que a lâmpada LED é mais eficiente que lâmpadas incandescentes ou fluorescentes? Talvez o que você ainda não saiba é que para o surgimento dos dois dispositivos foi necessário o desenvolvimento do LED azul. Foi esse o grande trabalho pelo qual os pesquisadores japoneses Isamu Akasaki, Hiroshi Amano e Shuji Nakamur foram escolhidos como  ganhadores do prêmio Nobel de Física de 2014.

LED, sigla para light-emitting diode, ou diodo emissor de luz, é um componente eletrônico que emite luz quando ligado a uma fonte de energia elétrica. Ele é composto de camadas de materiais semicondutores: a camada tipo n (camada com excesso de carga negativa), a camada tipo p (camada com excesso de lacunas, ou seja, falta de carga negativa) e a camada ativa (camada intermediária). Quando fornecemos energia ao LED, elétrons e lacunas se recombinam na camada ativa emitindo luz, processo chamado de eletroluminescência. A cor da luz depende da composição desses materiais.

O primeiro relato de luz a ser emitida a partir de um semicondutor surgiu em 1907 mas o diodo emissor de luz foi apresentado apenas no final da década de 1950 (LED vermelho e verde). Entretanto, o LED azul apresentou um desafio ainda maior. Apenas em 1992, surgiu o primeiro diodo emissor de luz azul brilhante. Com a combinação das cores vermelho, verde e azul foi possível obter a luz branca utilizando os semicondutores.

Nas lâmpadas incandescentes e fluorescentes, a corrente elétrica aquece um filamento ou produz a descarga de um gás, o que além da luz, produz calor. No LED, a energia é convertida diretamente em luz, o que significa uma grande economia de energia. Lâmpadas LED tendem a durar 100 vezes mais que lâmpadas incandescentes 10 vezes mais que as lâmpadas fluorescentes, o que abre caminho para uma grande revolução no que se refere ao uso otimizado da energia.

Prêmio Nobel de Química                                                                                                                Por Bruno José Gonçalves da Silva                                                                                                     Prof. do Dpto. de Química da UFPR

O Prêmio Nobel de Química de 2014 foi oferecido aos americanos Eric Betzig e William Moerner e ao alemão Stefan Hell por seus trabalhos no avanço da microscopia (ou “nanoscopia”) de fluorescência de alta resolução, técnica que se utiliza das características que algumas substâncias possuem de emitir radiação, dentro do espectro de luz visível, após serem excitadas com radiação de baixo comprimento de onda. Essa característica é o que provoca, por exemplo, a luminosidade nas lâmpadas fluorescentes, que já usamos há algum tempo.

Os microscópios que fazem uso desse fenômeno já são bem difundidos há muitas décadas, porém, antes dos estudos dos premiados deste ano, era impossível visualizar de forma precisa espécies diminutas, como um vírus. O trio então elevou a potencialidade do instrumento analítico e, portanto, da técnica, a um novo patamar, no qual é possível até a observação em nível molecular e em tempo real, de processos biológicos, como as interações (sinapses) de células do nosso sistema nervoso, por exemplo.

O grande avanço se deu em trabalhos separados e basicamente por meio de estímulos do material analisado por raios laser. No início da década passada, Stefan Hell desenvolveu um sistema de duplo raio laser, em que um dos raios estimula a molécula fluorescente a brilhar, enquanto o outro desliga a fluorescência de todo o contorno da área em foco. Já Eric Betzig e William Moerner criaram uma metodologia para “ligar” e “desligar” a fluorescência de moléculas individuais e fazer diversas imagens sequenciais destas enquanto estão brilhando, ou não. Ambos os estudos resultam no desenvolvimento de uma imagem de alta resolução das estruturas observadas, fato até pouco tempo atrás bastante improvável!

Atualmente, as técnicas desses três cientistas são bastante difundidas especialmente em pesquisa científica e em aplicações médicas. Graças a elas foi possível, por exemplo, entender como determinadas proteínas se comportam em organismos de pessoas com doenças como Parkinson e Alzheimer. Com este grande avanço espera-se que novas descobertas surjam no campo da compreensão do universo micro e nanoscópico, agora, mais do que nunca, brilhando aos nossos olhos!

Para saber mais, acesse o site oficial do Prêmio Nobel:

• Prêmio Nobel de Medicina / Fisiologia;
• Prêmio Nobel de Física;
• Prêmio Nobel de Química.

Para saber sobre a história do Prêmio Nobel e de seu criador Alfred Nobel, clique aqui.