Prêmio Nobel 2019: Medicina, Química e Física

O CDQ… preparou um texto especial para nossos leitores. Reunimos pesquisadores das áreas de Biologia/Biomedicina, Física e Química para explicar as grandes descobertas que renderam os prêmios Nobel de Medicina, Física e Química de 2019. Aproveitem!

Prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia – como nossas células percebem o oxigênio

Por Giordano W. Calloni – Dpto. de Biologia Celular, Embriologia e Genética – UFSC

Em fevereiro de 2007, o time do Flamengo enfrenta na Bolívia, o Real de Potosí, em um campo de futebol localizado a cerca de 4.600 m de altitude. Apesar do empate, os jogadores do time brasileiro reclamam dos efeitos da altitude (alguns precisaram de máscaras de oxigênio para terminar a partida). Então, em maio, a FIFA, entidade máxima do futebol, decidiu vetar a realização de partidas internacionais em locais acima dos 2.500 m do nível do mar, por considerar desumano e desleal. Entretanto, em 2008, após disputas envolvendo diversas entidades e governos, a FIFA suspendeu o veto, “até que se conheçam os resultados completos de um estudo feito sobre a prática do futebol em condições extremas de temperatura, umidade e altura“. Pois bem, não será por falta de conhecimentos aprofundados que a FIFA deverá voltar a reconsiderar suas decisões. O prêmio Nobel de Medicina e Fisiologia de 2019 foi concedido a três pesquisadores responsáveis por desvendar como as células “sentem” e adaptam-se aos diferentes níveis de oxigênio do meio ambiente. Os novos afortunados são os cientistas: William Kaelin, Jr., Sir Peter Ratcliffe, and Gregg Semenza. Mas o que esses três homens fizeram para merecer tal honraria? Quando humanos deslocam-se para altas altitudes, as variações de oxigênio no sangue são percebidas por células especializadas do fígado culminando na produção e liberação de um hormônio chamado eritropoietina (EPO). Esse hormônio, por sua vez, estimula a produção de mais células sanguíneas (hemácias) para compensar a baixa nos níveis do oxigênio das altas altitudes. Foi o desvendar dos mecanismos desse controle que garantiram o Nobel aos três cavalheiros em questão.

Prêmios Nobel de Física e Química – Da evolução do universo à estrutura do átomo

Por Paula Borges Monteiro Grupo de Estudos em Tópicos de Física – IFSC

Nos dias 8 e 9 de outubro, foram anunciados os prêmios Nobel de Física e Química 2019, respectivamente. O prêmio Nobel de Física foi dividido em dois para homenagear a contribuição teórica do físico James Peebles em Cosmologia Física e agraciar a descoberta de um exoplaneta orbitando uma estrela do tipo solar, pelos astrônomos Michel Mayor e Didier Queloz. O prêmio Nobel de Química foi concedido conjuntamente ao físico John Bannister Goodenough e aos químicos Michael Stanley Whittingham e Akira Yoshino, pelo desenvolvimento de baterias de íons de lítio.

Começando pela Física, “De onde viemos?” e “Estamos sozinhos?” são exemplos de perguntas fundamentais na história da humanidade. Os cientistas premiados contribuíram para a nossa compreensão da história do universo e do lugar da Terra no Cosmo. Como diz a música de abertura da série The Big Bang Theory: “No início o universo era denso e quente/Após bilhões de anos houve a expansão e de repente/A terra esfriou, os autótrofos surgiram…” e enquanto isso, viajando pelo espaço, temos a radiação que codifica informações sobre essa evolução. A radiação cósmica de fundo é formada por ondas eletromagnéticas na frequência de micro-ondas, as mesmas que usamos para aquecer o leite ou fazer pipoca. Em seu estudo, Peebles desenvolveu modelos teóricos para prever a forma do Universo e tanto a quantidade de matéria quanto a de energia que o compõem, previsões essas que foram validadas com a posterior detecção da radiação. Conhecemos hoje 5% de toda a matéria e energia existente, sendo os 95% restantes conhecidos como matéria e energia escura.

Enquanto isso, Mayor e Queloz foram reconhecidos pela revelação, em 1995, do planeta 51 Pegasi b, um planeta que orbita uma estrela fora do nosso sistema solar. O 51 Pegasi b está a 50 anos-luz da Terra, com temperatura de 1.000^oC. O planeta foi detectado quando, indo além de ideias preconcebidas, considerou-se possível uma órbita tão curta como a de quatro dias, mais de 90 vezes menor que a órbita da Terra em torno do Sol. Hoje mais de 4.000 exoplanetas são conhecidos.

Voltando à Química, o desenvolvimento da bateria de lítio, atribuído aos três cientistas laureados, está no coração da eletrônica sem fio e da utilização de equipamentos que não utilizam combustíveis fósseis. O lítio é um elemento conhecido desde 1817, composto por três elétrons, três prótons e três nêutrons. Seu nome deriva do grego lithos que significa pedra, apesar de ser um dos elementos mais leves.

A bateria é um dispositivo que armazena certa quantidade de energia, a partir de uma reação química entre elementos químicos diferentes. As primeiras baterias produzidas possuíam chumbo ou níquel-cádmio em suas composições.

O desenvolvimento da bateria de lítio acompanhou questões políticas. Inicialmente, o apoio à pesquisa surgiu com a ameaça de esgotamento do petróleo, mas passou por momentos de dificuldades com a queda do preço do combustível, sendo o trabalho iniciado por Goodenough interrompido. Com a persistência de Whittingham as pesquisas foram retomadas e a bateria existente foi aprimorada com o estudo de novos materiais. Apesar da diminuição do interesse em investimentos em energia alternativa na época, as pesquisas de Yoshino representam a corrida pela tecnologia de baterias leves e recarregáveis no Japão. Em 1991, foram comercializadas as primeiras baterias de lítio. Hoje utilizadas em nosso dia-a-dia, as baterias são leves e possuem auto descarga relativamente baixa. É graças ao incentivo em pesquisa básica e tecnologia que temos acesso ao mundo e ao universo em nossas mãos.

Para saber mais acesse os arquivos abaixo, disponibilizados pela Fundação Alfred Nobel