Naukowcy z Trinity College Dublin opracowali program wizualizujący cząsteczki w stylu Pieta Mondriana, łącząc sztukę z nauką. Narzędzie to nie tylko zapewnia unikalny sposób oglądania struktur molekularnych, ale także promuje głębsze zrozumienie symetrii i właściwości molekularnych, potencjalnie czyniąc złożoną naukę bardziej dostępną. Przykład wizualnego, mondrianowskiego wyjścia z programu komputerowego konkretnej cząsteczki. Źródło: prof. Mathias O Senge, Trinity College w Dublinie.
Naukowcy z Trinity College opracowali program komputerowy, który wizualizuje struktury molekularne w stylu artystycznym Pieta Mondriana, zwiększając zrozumienie symetrii molekularnej i oferując nowatorskie narzędzie edukacyjne łączące sztukę i naukę.
Słynny holenderski artysta Piet Mondrian jest powszechnie uważany za jednego z najwybitniejszych artystów XX wieku. Jego styl artystyczny, charakteryzujący się blokami kolorów podstawowych oddzielonymi liniami o różnej szerokości na białym tle, był szeroko kopiowany i służył jako inspiracja we współczesnej kulturze. Dodatkowo jego pozornie proste dzieła sztuki od dziesięcioleci fascynują naukowców, znajdując niszowe zastosowania w takich dziedzinach, jak statystyka i matematyka.
Zastosowania naukowe i inspiracje
Teraz naukowcy z Trinity College w Dublinie opracowali program komputerowy, który wizualizuje struktury molekularne w stylu Pieta Mondriana, zapewniając unikalne połączenie sztuki i nauki w celu zbadania symetrii i funkcji molekularnej. To innowacyjne narzędzie, którym może być dostępny tutajwykorzystuje algorytm artystyczny, który integruje prawa chemii opisujące trójwymiarową strukturę cząsteczki w oparciu o jej składniki z dwuwymiarowym stylem artystycznym Mondriana.
Naukowcy szczegółowo opisali swoje prace w badaniu opublikowanym niedawno w czasopiśmie Angewandte Chemie.
Łączenie sztuki i nauki
Narzędzie pomaga naukowcom szybko ocenić i wykazać symetrię molekularną, umożliwiając głębszy wgląd, niż mogą zapewnić tradycyjne reprezentacje. Oferuje także artystom przyjemne wizualnie obrazy z kontrastującymi interpretacjami symetrii, które mogą zainspirować do włączenia idei naukowych do ich prac.
„Od kilku lat pracowaliśmy nad tym projektem, początkowo dla zabawy, aby w przyjemny artystycznie sposób przedstawić strukturę cząsteczki w formie obrazu w stylu Mondriana. Uzyskane „obrazy” są unikalne dla każdej cząsteczki i zestawiają to, co Mondrian i inni chcieli zrobić z ruchem artystycznym De Stijl” – powiedział starszy autor Mathias O Senge, profesor chemii organicznej w Trinity i Hans Fischer Senior Fellow w Instytucie ds. Zaawansowane studium TU Monachium.
„Symetria i kształt to istotne aspekty struktury molekularnej oraz sposobu, w jaki interpretujemy cząsteczki i ich właściwości, ale bardzo często zależności między strukturą chemiczną a wartościami pochodnymi są niejasne. Czerpiąc inspirację z Kompozycji Mondriana, przedstawiliśmy informacje o symetrii zakodowane w danych 3D w postaci bloków koloru, aby wyraźnie pokazać, w jaki sposób argumenty chemiczne mogą przyczyniać się do symetrii.
Wpływ na zrozumienie molekularne
„W chemii przydatny jest uniwersalny sposób przedstawiania struktury molekularnej, aby pomóc w „planie” prawdopodobnego zachowania cząsteczki w różnych środowiskach oraz tego, jak może reagować i zmieniać kształt w obecności innych cząsteczek. Jednak pewna doza niuansów nieuchronnie zostaje utracona” – wyjaśnił pierwszy autor Christopher Kingsbury, badacz ze stopniem doktora w TBSI, który był pomysłodawcą projektu.
„Ta koncepcja zwiększania abstrakcji poprzez usuwanie drobnych szczegółów i próba przedstawienia ogólnej formy jest naśladowana we wczesnych pracach Mondriana i w pewnym sensie naukowcy intuicyjnie to robią, redukując złożone zjawiska do „prostszej prawdy”. Dzięki naszemu nowemu podejściu bardzo złożona nauka jest pokazana przez pryzmat artystyczny, co może uczynić ją bardziej przystępną dla szerszego grona ludzi”.
W ostatnich latach Senge i jego zespół znacznie poszerzyli naszą wiedzę na temat porfiryn, wyjątkowej klasy pigmentów o intensywnych kolorach – znanych również jako „kolory życia”. W jedno dziełostworzyli zestaw nowych czujników biologicznych, chemicznie przeprojektowując te pigmenty, aby zachowywały się jak maleńkie Wenus pułapki na muchy i wychwytują określone cząsteczki, takie jak zanieczyszczenia. A teraz nowy kierunek, w którym zderzają się nauka i sztuka, może jeszcze bardziej poszerzyć naszą wiedzę na temat działania porfiryn.
„Wielka sztuka daje nam nowe spojrzenie na świat” – dodał Senge. „Ta sztuka to pastisz, który może pozwolić nam spojrzeć w nowym świetle na znane cząsteczki, takie jak porfiryny, i pomóc nam lepiej zrozumieć, w jaki sposób ich kształt i właściwości są ze sobą powiązane. Mówiąc bardziej ogólnie, wierzymy, że współczesne inicjatywy w obszarze „Sztuka i nauka” wymagają transformacyjnego przełamania granic dyscyplin i połączenia się z „ArtScience”. Istnieje subtelna interakcja między nauką i sztuką oraz mieszanie obu aspektów w naszych odpowiednich obszarach działań, dlatego należy się na tym skupić przyszły rozwój w obu obszarach.
Odniesienie: „Molecular Symmetry and Art: Visualizing the Near-Symmetry of Molecules in Piet Mondrian’s De Stijl” Christophera J. Kingsbury’ego i Mathiasa O. Senge, 15 kwietnia 2024 r., Wydanie międzynarodowe Angewandte Chemie.
DOI: 10.1002/anie.202403754
