Вчені створили комп’ютерну програму, яка «малює» структуру молекул у стилі відомого голландського художника

Вчені з Трініті-коледжу Дубліна створили комп’ютерну програму, яка «малює» структуру молекул у стилі відомого голландського художника Піта Мондріана, чиї прекрасні твори мистецтва миттєво впізнають багато хто. Стиль Мондріана, у якому він використовував блоки основних кольорів, розділених лініями різної ширини на білому тлі, був багато скопійований або використаний як джерело натхнення в сучасній культурі. Але його оманливо прості твори мистецтва також захоплювали вчених протягом десятиліть, знаходячи нішеві застосування в математиці та статистиці.

І тепер дослідники зі Школи хімії відкривають очі та уми на красу молекулярної структури, а також ставлять нові питання про форму та функції самих молекул. Їхня комп’ютерна програма, доступ до якої доступна за адресою, створює мондріанський графік будь-якої молекули. Це робиться за допомогою художнього алгоритму, який поєднує закони хімії, які описують тривимірну структуру молекули на основі її компонентів, із двовимірним стилем одного з найвпливовіших художників сучасності.

Для вченого це допомагає швидко оцінити та продемонструвати молекулярну симетрію, дозволяючи отримати глибше розуміння, ніж те, що випливає з традиційних уявлень. А для художника це створює візуально приємне зображення контрастних інтерпретацій симетрії, надихаючи, сподіваюся, втілити наукові ідеї в роботу.

Матіас О Сенге, професор органічної хімії в Трініті, і Ганс Фішер, старший науковий співробітник Інституту перспективних досліджень Мюнхенського технічного університету, є старшим автором статті в журналі Angewandte Chemie, в якій це творіння ділиться зі світом. Він сказав: «Протягом кількох років ми працювали над цим проектом, спочатку для розваги, щоб вивести структуру молекули в художньо приємній манері як картину в стилі Мондріана. Отримані «картини» унікальні для кожної молекули і зіставити те, що Мондріан та інші прагнули зробити з мистецьким рухом De Stijl.

«Симетрія та форма є важливими аспектами молекулярної структури та того, як ми інтерпретуємо молекули та їхні властивості, але дуже часто взаємозв’язки між хімічною структурою та похідними значеннями приховуються. Взявши натхнення у «Композиції» Мондріана, ми зобразили інформацію про симетрію, закодовану в 3D-даних, як блоки кольорів, щоб чітко показати, як хімічні аргументи можуть сприяти симетрії».

Крістофер Кінгсбері, постдокторант TBSI, який задумав проект, є першим автором статті в журналі.

Він сказав: «У хімії корисно мати універсальний спосіб відображення молекулярної структури, щоб допомогти «продумати», як молекула ймовірно буде поводитися в різних середовищах і як вона може реагувати та змінювати форму в присутності інші молекули, але певна кількість нюансів неминуче втрачається.

«Ця концепція збільшення абстракції шляхом видалення незначних деталей і спроби представити загальну форму імітується ранніми роботами Мондріана, і в певному сенсі це те, що вчені інтуїтивно роблять, коли зводять складні явища до «простішої істини». Завдяки нашому новому підходу дуже складна наука розглядається через мистецьку призму, що може зробити її доступнішою для широкого кола людей».

Останніми роками професор Сенге та його команда значно покращили наше розуміння порфіринів, унікального класу інтенсивно забарвлених пігментів, також відомих як «кольори життя». В одній частині роботи вони створили набір нових біологічних сенсорів шляхом хімічної реконструкції цих пігментів, щоб діяти як крихітні венерині мухоловки та захоплювати певні молекули, наприклад забруднювачі. І тепер новий напрямок, у якому стикаються наука та мистецтво, може ще більше розвинути наше розуміння того, як діють порфірини.

«Велике мистецтво дає нам новий погляд на світ», – додав професор Сенге. «Як пастиш, це мистецтво може дозволити нам поглянути на знайомі молекули, такі як порфірини, в новому світлі, і допомогти нам краще зрозуміти, як переплітаються їх форма та властивості.

«У більш загальному плані ми вважаємо, що сучасні ініціативи в «Мистецтві та Науці» вимагають трансформаційного розриву меж дисципліни та злиття з «ArtScience». Існує тонка взаємодія між наукою та мистецтвом і змішування обох аспектів у наших відповідних галузях діяльності, і на цьому слід зосередити увагу майбутніх розробок в обох сферах».