Vencedor da Medalha de Prata CNRS 2023, Alexander Kuhn tem marcado a comunidade científica com suas pesquisas em eletroquímica, que interessam a áreas que vão da farmacêutica à robótica. Uma entrevista com esse pesquisador incrivelmente criativo e apaixonado por experimentação.
Uma série de prêmios adornam a parede e o aparador atrás de sua mesa, muitos troféus testemunhando uma carreira exemplar. Alexander Kuhn é o arquétipo dos cientistas como os imaginamos – especialistas em sua área com criatividade prolífica. “Ele faz conexões entre as coisas muito rapidamente. Ele é um dos químicos mais criativos que conheço”, descreve Laurent Bouffier, seu colega no ISM 1 em Bordeaux (sudoeste da França). Uma característica que explica seus muitos sucessos. “Existem várias maneiras de realizar pesquisas. Em 90% dos casos, está-se a avançar com a implementação, ou seja, a melhorar marginalmente o que já foi feito antes. Mas o seu trabalho não segue esse padrão. As ideias que desenvolve são originais e ele gosta de quebrar as regras.”
Durante sua carreira de trinta anos, Kuhn deixou sua marca na comunidade científica com suas descobertas, incluindo moléculas quirais, bem como a técnica relativamente desconhecida de eletroquímica bipolar.
Entre química, física e biologia
Baterias, células fotovoltaicas, células de combustível… todos estes produtos industriais baseiam-se em princípios da eletroquímica, um campo em expansão que explora as relações entre a química e a eletricidade e que também pode produzir hidrogénio “verde” ou moléculas sintéticas para a indústria farmacêutica. . Kuhn está atualmente concentrando sua pesquisa neste último.
Num primeiro avanço, o seu trabalho apresentou uma nova visão sobre como produzir medicamentos, em que moléculas quirais servem como ingredientes farmacêuticos activos. A sua síntese normalmente conduz a uma mistura meio-meio dos dois enantiómeros, com efeitos antagónicos. “Apenas um dos dois enantiômeros tem efeito terapêutico. O outro não, e pode até ser tóxico ou letal”, Kuhn explica.
O processo proposto pelo pesquisador e sua equipe pode sintetizar seletivamente o enantiômero correto, sem a necessidade de classificá-los. Este é um grande afastamento dos processos tradicionais utilizados pelos laboratórios farmacêuticos, que têm de separá-los ao produzir combinações. “Até recentemente estudávamos moléculas modelo, mas nos últimos três anos temos trabalhado em moléculas reais de interesse farmacológico, como a adrenalina, que também funciona bem”, disse. Kuhn se alegra.
Um segundo avanço é o princípio da eletroquímica bipolar, que ilustra a solução alternativa que Kuhn executou com sucesso em seu trabalho. Embora as reações eletroquímicas tradicionais exijam eletrodos conectados diretamente a uma fonte de eletricidade, ele teve a ideia de colocar um objeto condutor entre os eletrodos. O campo elétrico gerado ao redor do objeto é o que desencadeia reações eletroquímicas. Isto representa uma mudança conceptual genuína que abre caminho para aplicações de outra forma inconcebíveis, como a deformação remota de matéria mole, como plásticos, utilizando um sinal eléctrico – mais ou menos como o movimento dos nossos músculos quando respondem ao sinal nervoso produzido pelo nosso cérebro. A equipe desenvolveu recentemente um sistema em miniatura baseado em um polímero condutor biocompatível que utiliza açúcar, oxigênio e uma reação eletromecânica para mudar sua forma de forma autônoma e produzir periodicamente um movimento semelhante ao de um coração batendo.
Um artista em experimentação
Embora a sua investigação tenha atraído grande interesse por parte dos intervenientes industriais, o cientista não raciocina em termos de impacto social, resultados ou produtividade: “Gosto de brincar com ideias e conceitos. O que me interessa é criar. Se você pensar muito na aplicação futura, isso limitará a imaginação. Às vezes, minha pesquisa não leva a lugar nenhum. Sou muito egoísta, virei pesquisador porque minha única motivação é me divertir”, Kuhn diz em tom de brincadeira. “Não suporto projetos em que você tenha que prever com precisão o que vai obter. No início, os lasers eram uma curiosidade de laboratório. Ninguém disse que um dia eles seriam usados para cirurgia ocular, para ler CDs ou para cortar uma folha de metal. A maioria das descobertas não vem de um processo de cima para baixo, mas sim o oposto.”
Kuhn reconhece de bom grado que as suas descobertas são muitas vezes inspiradas na vida quotidiana ou na natureza que nos rodeia. Foi durante um passeio pelo seu jardim que teve a ideia de desenvolver uma estratégia de propulsão baseada na fotossíntese natural das plantas. Ele fez isso aplicando microcirurgia nas nervuras de uma folha de árvore para modificar sua estrutura. Ao ser imersa em água e entrar em contato com a luz, a folha começou a se mover graças à liberação direcionada de oxigênio durante a fotossíntese. Ao contrário da maioria dos sistemas utilizados até hoje, nenhum combustível químico é necessário para ativar a folha. Se você perguntar por que fazer tal coisa, a resposta de Kuhn pode ser desconcertante: “É arte pela arte.”
O cientista realiza experimentos desde criança. “Sempre soube que queria ser químico” ele diz. Aos 15 anos, montou um laboratório no porão da casa de sua família, perto de Munique, na Alemanha, onde realizou experimentos com materiais poliméricos. “Eu estava totalmente equipado. Gastei todo o meu dinheiro nisso. Eu tinha meus frascos redondos e colunas de destilação e pedi às empresas que doassem solventes. Eu disse a eles que era um jovem cientista e enviei cartas pedindo financiamento. Muito Para minha surpresa, funcionou.” E por uma boa razão, pois aos 16 anos ganhou o primeiro prémio no concurso nacional alemão Jugend Forscht pela sua investigação sobre polímeros condutores.
O ideal do eletroquímico
Depois de concluir os estudos de química em Munique, Kuhn veio para França no início da década de 1990 para prosseguir o seu doutoramento no Centro de Investigação Paul Pascal (CRPP) 2 , também em Bordéus. Lá ele “cresceu” o metal por meio de uma reação eletroquímica, como galhos de uma árvore: “A ideia era entender a lógica de como as estruturas das árvores crescem. Queríamos saber se poderíamos identificar padrões explicativos para esses fenômenos”, ele explica.
Ele então foi para os Estados Unidos para uma bolsa de pós-doutorado no Instituto de Tecnologia da Califórnia (Caltech), que descreveu como “o melhor momento da carreira”: “Eu tive a vida dos sonhos de um cientista. Gozei de total liberdade intelectual e financeira. Não precisei procurar financiamento, nem tarefas administrativas, nem responsabilidades pesadas. Hoje minhas obrigações não são exatamente as mesmas.” Vinte anos depois, as tarefas diárias de Kuhn dividem-se entre ensinar, realizar investigação e solicitar financiamento para o seu trabalho no ISM – um verdadeiro constrangimento para esta mente criativa para quem a investigação envolve tudo menos planeamento, embora o trabalho científico siga cada vez mais esta tendência.
Este professor da Escola de Materiais, Agroalimentar e Química da ENSMAC deverá ainda esforçar-se por promover a sua investigação. “Um dos nossos desafios em termos de democratização dos nossos processos no futuro é a expansão. Algumas das ideias que produzimos concretamente funcionam a nível laboratorial, mas não para a produção industrial. Existem obstáculos tecnológicos que devem ser ultrapassados, como a otimização o desempenho dos eléctrodos e a sua vida útil, bem como a melhoria do transporte de materiais em solução. Acredito que a electroquímica é a ciência do século XXI. Não podemos prescindir dela se quisermos encontrar uma solução para os nossos problemas ambientais e tecnológicos. problemas.”
Às vezes Kuhn também sonha com novos processos. Uma de suas esperanças, como todo (eletro)químico que se preze do século XXI, é “para transformar o dióxido de carbono (CO2) em algo útil. Se conseguirmos desenvolver um processo eletroquímico que possa extrair esse gás da atmosfera e depois reutilizá-lo, mataremos dois coelhos com uma cajadada só em termos de aquecimento global”.. Acreditar em seus sonhos para torná-los realidade parece ser uma segunda natureza para Kuhn. E um que deve durar. ?
