O Prêmio Nobel de Química [update 2024]

Tudo começou com ele – Alfred Nobel

Alfred Nobel foi o criador da ideia de premiar conquistas excepcionais. Ele foi um inventor, empreendedor, cientista e homem de negócios. Ele também escreveu poemas e peças de teatro. É impossível descrever a vida extremamente rica e colorida deste engenheiro sueco em apenas algumas frases. Em 1862, o futuro fundador do Prêmio Nobel abriu uma fábrica produzindo a explosiva e altamente instável nitroglicerina. Uma das explosões descontroladas na fábrica resultou na morte de seu irmão. Depois de construir um detonador, ele se tornou famoso como inventor e, ao mesmo tempo, expandiu sua fortuna como fabricante de explosivos. Ele é o mais famoso por inventar a dinamite em 1867. Suas muitas invenções incluem primer, gelatina explosiva, bem como balistita. No total, devemos mais de 350 patentes em diferentes países a Nobel. Seus interesses variados refletiram e se tornaram a base para o prêmio que ele estabeleceu, cujas fundações ele lançou em 1895. Foi então que ele redigiu seu último testamento, onde deixou uma grande parte de sua vasta propriedade para estabelecer o prêmio. O prêmio que leva seu nome é concedido por realizações excepcionais, pois ele próprio fez contribuições consideráveis para o progresso da humanidade. Só podemos especular por que ele decidiu dedicar sua fortuna à descoberta e ao mundo da ciência. Como pessoa, Alfred Nobel era um homem de poucas palavras. É provável que ele nunca tenha confiado a ninguém por que tomou essa decisão nos meses anteriores à sua morte. Presume-se hoje que foi influenciado por um certo incidente de 1888, que pode ter motivado uma série de reflexões e culminado na fundação do Prêmio Nobel. Em 1888, o irmão de Alfred, Ludvig, morreu em Cannes, França. Os jornais relataram a morte de Ludvig, mas o confundiram com Alfred, publicando uma manchete "O mercador da morte está morto".

Quem foi o primeiro ganhador do Prêmio Nobel de Química?

Os laureados receberam seus prêmios Nobel pela primeira vez em 1901, quatro anos após a morte de Alfred Nobel. O Nobel de Química foi para Jacobus van ‘t Hoff. Ele foi o fundador da química física moderna. O Comitê Nobel justificou a seleção de van ‘t Hoff da seguinte forma: ’em reconhecimento à extraordinária contribuição feita para a descoberta das leis da dinâmica química e da pressão osmótica em soluções’. Este químico holandês teve um impacto considerável no desenvolvimento da química, e as teorias que ele propôs continuam a ser usadas até hoje. Em 1874, ele explicou o fenômeno da atividade óptica assumindo que as ligações químicas entre o carbono e os átomos adjacentes apontam para os cantos de um tetraedro regular. Curiosamente, ele não recebeu o Prêmio Nobel de Química por esta proposição inovadora. Aos 22 anos, ele publicou suas ideias revolucionárias, que levaram os químicos a perceber as moléculas como objetos com uma estrutura específica e formas tridimensionais. Ele também introduziu o conceito moderno de afinidade química. Ele demonstrou a similaridade entre o comportamento de soluções diluídas e gases. Jacobus van ‘t Hoff também trabalhou na teoria da dissociação de eletrólitos, que Svante Arrhenius introduziu em 1889. Por meio de seus estudos, van ‘t Hoff forneceu uma comprovação física para a equação de Arrhenius.

Maria Skłodowska-Curie

Entre os laureados do Prêmio Nobel de Química está Marie Skłodowska-Curie. Ela se tornou laureada deste prestigioso prêmio duas vezes. Na segunda vez, ela o recebeu junto com seu marido, no campo da física por pesquisas sobre radioatividade. Suas extraordinárias realizações científicas e o respeito que ela conquistou em uma época em que a maioria das universidades nem admitia mulheres, e ela mesma teve que lutar por seu lugar de direito no mundo da ciência, inspiram grande admiração. Em 1911, Marie Skłodowska-Curie recebeu o Prêmio Nobel de Química, desta vez individualmente. O Comitê Nobel decidiu homenageá-la pela descoberta de dois elementos radioativos – rádio e polônio. Após esta descoberta, Marie continuou a pesquisa sobre suas propriedades. Em 1910, ela conseguiu produzir rádio puro. Desta forma, ela provou, sem sombra de dúvida, que o novo elemento existia. No curso de sua pesquisa posterior, ela também documentou as propriedades que caracterizavam os elementos radioativos e seus compostos. Graças ao trabalho desta laureada polonesa do Prêmio Nobel, compostos radioativos se tornaram uma importante fonte de radiação tanto em experimentos científicos quanto na medicina, onde são usados para tratar câncer. Ao longo de sua vida, Marie manteve seus laços com a Polônia. Os vencedores de bolsas polonesas trabalhariam no Instituto de Rádio, fundado por sua iniciativa em Paris. Ela mesma daria palestras na Polônia e publicaria vários artigos apresentando os efeitos de seus experimentos em periódicos científicos poloneses. Marie Skłodowska-Curie é a primeira mulher da Polônia e, na verdade, do mundo inteiro a ganhar este prestigioso prêmio, e espero que não seja a última.

Destaques em descobertas premiadas com o Nobel de Química nos últimos anos

Ao selecionar os laureados do Prêmio Nobel, o Comitê Nobel segue o critério de reconhecer acima de tudo descobertas que sejam inovadoras para a humanidade, que expandam o nível de conhecimento atual em um determinado campo. O prêmio é concedido com menos frequência para invenções específicas. Deve-se lembrar, no entanto, que teorias revolucionárias são frequentemente seguidas por muitas patentes que mudam nossa vida cotidiana. Em 2015, os laureados do Prêmio Nobel em química foram Tomas Lindahl, Paul Modrich e Aziz Sancar. Eles receberam essa distinção por estudos mecanicistas sobre reparo de DNA. A pesquisa que eles conduziram explicou em um nível molecular como as células são capazes de reparar DNA danificado e, portanto, como elas são capazes de proteger informações genéticas. Os laureados do Prêmio Nobel de Química contribuíram, portanto, para explorar os mecanismos de desenvolvimento do câncer. Isso indica que os tumores são o efeito de distúrbios nos processos de reparo. Esses danos ocorrem em nossos corpos o tempo todo. Na maioria das vezes, são causados por agentes como radicais livres ou radiação. A pesquisa conduzida por esses três cientistas forneceu uma base para a compreensão do mecanismo de evolução do mundo animado. Suas realizações são aplicadas no desenvolvimento de tratamentos modernos contra o câncer. Roger D. Kornberg, dos Estados Unidos, recebeu o Prêmio Nobel de Química em 2006 por pesquisas sobre o mecanismo molecular de transcrição em células eucarióticas. Seu trabalho científico abrange as questões de cópia de material genético, que é armazenado no DNA celular. Para que o material genético funcione, é necessário "copiá-lo", ou transcrevê-lo do DNA para o RNA e, posteriormente, para proteínas. O ganhador do Prêmio Nobel demonstrou que é um processo fundamental para a vida de todas as células. Além disso, ele desenvolveu um modelo que explicava seu funcionamento. Essa pesquisa também contribuiu para o progresso na medicina. Ela facilita muito o trabalho no tratamento de muitas doenças e distúrbios genéticos. Esses distúrbios não apenas criam um potencial perigoso para o desenvolvimento de cânceres, mas também doenças cardíacas e várias condições inflamatórias. Em 2011, o Prêmio Nobel de Química foi concedido por uma descoberta no mundo da ciência que foi excepcionalmente única. O israelense Daniel Shechtman descobriu os chamados quasicristais, estruturas químicas que se assemelham a um mosaico em sua estrutura. Este evento foi particularmente inovador porque, anteriormente, a existência dessas estruturas era considerada impossível. Quasicristais têm a forma especial de um sólido, onde os átomos se organizam em uma estrutura aparentemente regular, mas não repetitiva. Assim, é impossível identificar suas células primitivas. Shechtman descobriu quasicristais em 1982. O mundo científico viu essa descoberta com grande ceticismo na época. Por vários meses, Shechtman tentou, sem sucesso, convencer seus colegas de que estava certo. Por fim, ele foi convidado a deixar a equipe de pesquisa. Foi somente em 1987 que cientistas franceses e japoneses confirmaram a descoberta de Shechtman de cinco anos antes.

O Prêmio Nobel de Química em 2024

Por decisão da Academia Real Sueca de Ciências, o Prêmio Nobel de Química de 2024 foi dividido entre David Baker , Demis Hassabis e John Jumper . As conquistas dos laureados compartilham um elemento comum – trabalho sobre estrutura e design de proteínas. A primeira metade do prêmio foi recebida por David Baker. O bioquímico dos EUA foi reconhecido por sua pesquisa em design computacional de proteínas, que permite aos cientistas criar combinações inteiramente novas dessas estruturas não encontradas na natureza. Por muitos anos, a equipe liderada por Baker tem estudado maneiras de criar estruturas de proteínas incomuns. Em 1999, os cientistas desenvolveram um algoritmo chamado Rosetta para montar pequenos fragmentos de proteínas estruturalmente não relacionadas e, assim, também prever seu arranjo, conexões e outras interações. A implementação e o refinamento do Rosetta foram um passo importante que forneceu uma ferramenta essencial para pesquisas futuras. Poucos anos depois, em 2003, David Baker e colegas publicaram um design de proteína com uma estrutura elaborada e especializada, dobramento original e uma sequência completamente diferente das proteínas conhecidas anteriormente. Desde então, sua equipe de pesquisa tem desenvolvido continuamente proteínas inovadoras com uma ampla gama de aplicações potenciais: de produtos farmacêuticos e vacinas a nanomateriais e sensores em miniatura. Por outro lado, o cientista britânico Demis Hassabis e o americano John Jumper, associados ao Google DeepMind, foram premiados pelo desenvolvimento do modelo de inteligência artificial AlphaFold2 , que pode prever com precisão as estruturas 3D de proteínas com base em suas sequências de aminoácidos. Implementado pela primeira vez em 2018 (agora conhecido como AlphaFold1), posteriormente redesenhado e refinado em 2020, o programa foi baseado na tecnologia de IA de aprendizado profundo. Uma rede neural especializada indica o arranjo do modelo 3D com extrema precisão, mesmo para moléculas muito complexas. A descoberta resolveu um problema que os cientistas tentavam desvendar há décadas, contribuindo para a compreensão da função das proteínas nos organismos e acelerando o desenvolvimento de novos medicamentos. O trabalho desses três cientistas é de grande importância para áreas como medicina, biotecnologia e pesquisa sobre resistência bacteriana a antibióticos, ou mesmo a degradação do plástico no meio ambiente. Por meio de suas pesquisas, é possível projetar proteínas com funções novas e até então desconhecidas, o que abre as portas para muitas inovações científicas e tecnológicas. Os estudos premiados mostram como a combinação de inteligência artificial com bioquímica pode revolucionar a ciência das proteínas e beneficiar muitos aspectos da vida.

O Prêmio Nobel de Química em 2023

O ano de 2023 nos trouxe boas notícias do mundo da ciência! Uma equipe de três cientistas – Moungi G. Bawendi do Instituto de Tecnologia de Massachusetts, Louis E. Brus da Universidade de Columbia e Alexei I. Ekimov da Nanocrystals Technology Inc., receberam o Prêmio Nobel de Química . O prêmio foi concedido pela " descoberta e síntese de pontos quânticos ". Os cientistas contribuíram para o desenvolvimento da mecânica quântica desenvolvendo nanopartículas de potencial extremamente grande. Os pontos quânticos são nanopartículas com tamanhos de apenas alguns a várias dezenas de nanômetros e propriedades físicas e químicas únicas. Eles pertencem ao grupo de nanocristais semicondutores, e seu tamanho os qualifica para aplicações em nanotecnologia. Seu principal efeito é baseado na absorção e emissão de radiação. Em 1981, os pontos quânticos foram sintetizados pela primeira vez em uma matriz de vidro pelo laureado deste ano – Alexei Ekimov. Dois anos depois, a mesma estrutura foi obtida em uma suspensão coloidal por outro dos cientistas premiados – Louis Brus. Atualmente, essas nanopartículas podem ser obtidas por meio de muitas reações químicas diferentes. No entanto, uma das vias de síntese mais populares e comumente usadas atualmente é um método patenteado pela equipe de pesquisa liderada por Moungi G. Bawendi, que permite obter moléculas quase perfeitas. As propriedades ópticas e eletrônicas incomuns dessas nanoestruturas (incluindo um alto coeficiente de atenuação e processos não lineares ocorrendo dentro delas) fornecem um amplo escopo para sua aplicação em muitos campos da ciência e tecnologia. A fotoestabilidade aprimorada dos pontos quânticos permite seu uso eficaz em diagnósticos médicos. Eles têm um efeito mais longo e melhor em comparação com agentes de contraste comuns, corantes e outros indicadores. As propriedades mencionadas acima permitem o uso dessas nanopartículas em tratamentos anticâncer complexos. A pesquisa também está em andamento sobre seu potencial antibacteriano. Os pontos quânticos também são usados para emitir luz de telas de TV com alta precisão de imagem, bem como de lâmpadas LED. Eles também são usados em dispositivos fotovoltaicos e muitos outros equipamentos. De acordo com os cientistas, os pontos quânticos são o futuro da evolução da "eletrônica flexível", sensores de pequeno porte e criptografia quântica.

O Prêmio Nobel de Química em 2022

Em 2022, a Academia Real Sueca de Ciências decidiu conceder o Prêmio Nobel de química a três pessoas. Os vencedores deste ano desse prestigioso prêmio são Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless. Eles foram recompensados pelo “desenvolvimento da química de clique e da química bioortogonal”. Karl Barry Sharpless e Morten Meldal contribuíram particularmente para o desenvolvimento da forma funcional da química de clique. O Comitê enfatizou a singularidade desse método, que torna possível realizar reações rápidas e simples sem subprodutos. Também deve ser sublinhado que Karl Barry Sharpless recebeu o Prêmio Nobel pela segunda vez. Ele foi premiado pela primeira vez em 2001 por sua pesquisa usada para sintetizar medicamentos cardíacos, os chamados betabloqueadores. Carolyn Ruth Bertozzi é responsável por estender o dicionário da ciência pelo termo “química bioortogonal”. Ele foi usado pela primeira vez em 2003 e, desde então, o campo foi efetivamente desenvolvido, melhorando nosso conhecimento sobre os processos que ocorrem em células vivas. A “química do clique” é comparada à construção de estruturas de blocos de LEGO. Ao usar fragmentos específicos de moléculas, podemos juntá-las para formar compostos de alta complexidade e diversidade. A combinação de “blocos químicos” relativamente simples permite uma diversidade virtualmente indefinida de moléculas. A química bioortogonal permite monitorar os processos químicos que ocorrem em células vivas sem danificá-las. Isso dá uma oportunidade de examinar doenças existentes dentro das células ou em organismos complexos. A pesquisa conduzida pelos vencedores do Prêmio Nobel deste ano afeta nossa vida diária? Sim, muito! Os mecanismos que eles descreveram podem ser aplicados especialmente em farmácia e medicina, por exemplo, para tornar a produção de medicamentos mais eficaz. Hoje em dia, é muito complicado e, portanto, demorado e caro. A química do clique e a química bioortogonal agilizarão processos como a canalização de medicamentos antineoplásicos, mas também ampliarão nosso conhecimento e realizações nas áreas de antibióticos, herbicidas e testes de diagnóstico. Além disso, eles impulsionarão o progresso na síntese dos chamados materiais inteligentes, pois será fácil juntar elementos individuais. Mesmo agora, a química bioortogonal é globalmente conhecida e usada para rastrear diferentes processos biológicos, particularmente no campo do combate a tumores. A combinação dessas novas tecnologias nos permite aprender mais sobre células e processos biológicos. A formação de moléculas complexas pela ligação de elementos individuais reduzirá consideravelmente ou eliminará completamente a formação de subprodutos.

O Prêmio Nobel de Química em 2021

Em 2021, o Comitê Nobel tomou uma decisão diferente da especulação generalizada de que o prêmio seria concedido aos cientistas responsáveis pela criação das vacinas inovadoras de RNA. Este Prêmio Nobel de Química de 2021 foi para Benjamin List e David MacMillan. Eles receberam esta distinção por desenvolverem catálise orgânica assimétrica. Alguns chamam abertamente esta ferramenta para construir moléculas químicas de uma obra de gênio. Além disso, seu método contribuiu para o desenvolvimento posterior da “Química Verde” , que se esforça para manter a harmonia com o ambiente natural. A construção de moléculas não é uma arte fácil. Os laureados de 2021 criaram uma ferramenta precisa para construção molecular, ou organocatálise. Muitas áreas de pesquisa e indústrias dependem da capacidade dos químicos de construir moléculas que podem formar materiais elásticos e duráveis, armazenar energia em baterias ou inibir o crescimento de doenças. Este trabalho requer catalisadores, que são substâncias que controlam e aceleram reações químicas. Ao mesmo tempo, eles não fazem parte do produto final. Os catalisadores são, portanto, ferramentas essenciais à disposição dos químicos. No entanto, por muito tempo, os cientistas acreditaram que existem apenas dois tipos de catalisadores: metais e enzimas. Benjamin List e David MacMillan receberam o Prêmio Nobel de Química de 2021 porque em 2020 desenvolveram um terceiro tipo de catálise. Deve-se notar que ambos os cientistas conduziram suas pesquisas independentemente um do outro. Como resultado de seu trabalho científico, eles criaram a organocatálise assimétrica. A ideia é baseada em pequenas moléculas orgânicas. Uma vantagem desse método é certamente sua grande simplicidade. Os catalisadores orgânicos têm uma estrutura estável feita de átomos de carbono. A essa cadeia central, grupos químicos mais ativos podem ser anexados. Esses grupos geralmente contêm elementos comuns, como oxigênio, nitrogênio, enxofre ou fósforo. Em última análise, esses catalisadores não são apenas ecologicamente corretos, mas seus custos de produção não são substanciais. O crescimento do interesse em catalisadores orgânicos decorre principalmente de sua capacidade de conduzir a catálise assimétrica. Em termos mais gerais, quando uma molécula se forma, geralmente duas moléculas diferentes podem ser criadas, que são imagens espelhadas de si mesmas. Particularmente na indústria farmacêutica, os químicos querem produzir apenas uma dessas formas porque, em muitos casos, uma dessas estruturas tem efeito terapêutico, enquanto a outra é altamente tóxica. O desenvolvimento da catálise orgânica assimétrica contribuirá muito para resolver esse problema.

O Prêmio Nobel de Química em 2020

Em 2020, este prestigioso prêmio foi concedido a duas mulheres. As laureadas em questão são Emmanuelle Charpentier e Jennifer A. Doudna. As mulheres descobriram uma das ferramentas mais afiadas da engenharia genética: a tesoura genética CRISPR/Cas9. Graças à sua descoberta inovadora, os cientistas agora têm uma ferramenta para modificar o DNA de animais, plantas e microrganismos com precisão excepcional. Esta tecnologia revolucionou as ciências naturais, contribuiu para o surgimento de novas terapias anticâncer e aproximou o sonho de tratar doenças hereditárias. Se os cientistas querem descobrir algo sobre o funcionamento interno da vida, eles devem modificar genes nas células. Anteriormente, era uma tarefa extremamente trabalhosa e demorada. Às vezes, era simplesmente impossível de fazer. Com a tesoura genética CRISPR/Cas9, pode-se mudar o código da vida em poucas semanas. Um fato interessante é que a descoberta dessas tesouras genéticas foi inesperada. Ao estudar uma das bactérias que causaram os maiores danos à humanidade – Streptococcus pyogenes , Emmanuelle Charpentier descobriu uma molécula até então desconhecida – tracrRNA, que faz parte do sistema imunológico da bactéria CRISPR/Cas, que destrói vírus ao dividir seu DNA. Charpentier publicou sua descoberta em 2011 e alguns meses depois começou sua cooperação com Jennifer Doudna, uma bioquímica experiente com grande riqueza de conhecimento sobre RNA. Trabalhando juntas, elas criaram a tesoura genética bacteriana e simplificaram os componentes moleculares da tesoura, para que fossem o mais fáceis de usar possível. Os laureados do Prêmio Nobel de Química provaram que é possível controlar a tesoura genética para que ela corte qualquer molécula de DNA escolhida em um ponto específico. Eles conseguiram isso reprogramando a tesoura genética original. Charpentier e Doudna demonstraram que é fácil reescrever o código da vida no ponto onde o DNA é cortado. Desde que conseguiram isso, o uso do CRISPR/Cas9 explodiu. A ferramenta que desenvolveram contribuiu para muitas descobertas. Cientistas especializados em plantas são capazes de criar culturas resistentes a fungos, pragas ou secas. Na medicina, pesquisas estão em andamento sobre novas terapias contra o câncer. Há uma chance significativa de que o tratamento de doenças hereditárias não seja mais um problema. Sem dúvida, essas tesouras genéticas inauguraram, em muitos aspectos, uma nova era nas ciências naturais. A descoberta feita por esses laureados do Prêmio Nobel de Química trará grandes benefícios à humanidade.