Wetenschappers ontwikkelen een computerprogramma dat de structuur van moleculen ‘schildert’ in de stijl van een bekende Nederlandse kunstenaar.

Wetenschappers van het Trinity College Dublin hebben een computerprogramma ontwikkeld dat de structuur van moleculen ‘schildert’ in de stijl van de beroemde Nederlandse kunstenaar Piet Mondriaan, wiens prachtige kunstwerken voor velen direct herkenbaar zijn.

Mondriaans stijl, waarin hij blokken primaire kleuren gebruikte, gescheiden door lijnen van verschillende breedtes op een witte achtergrond, is op grote schaal gekopieerd of als inspiratiebron gebruikt in de moderne cultuur. Maar zijn bedrieglijk eenvoudige kunstwerken fascineren wetenschappers al tientallen jaren en vinden belangrijke toepassingen in de wiskunde en statistiek.

Nu openen onderzoekers van de School of Chemistry ogen en geest voor de schoonheid van de moleculaire structuur, en stellen ze nieuwe vragen over de vorm en functie van moleculen.

Toegang tot hun computerprogramma http://www.sengegroup.eu/nsd, waardoor een Mondriaans plot van elk molecuul wordt gevormd. Het doet dit door een artistieke methode toe te passen die de wetten van de chemie combineert, waarbij de 3D-structuur van een molecuul in termen van zijn componenten wordt beschreven, met de 2D-stijl van een van de meest invloedrijke schilders van de moderne tijd.

Voor de wetenschapper maakt dit een snelle beoordeling en demonstratie van moleculaire symmetrie mogelijk, waardoor diepere inzichten mogelijk zijn dan uit traditionele representaties kan voortkomen. En voor de kunstenaar biedt het een visueel aantrekkelijk beeld van verschillende interpretaties van symmetrie, wat inspiratie biedt voor het integreren van wetenschappelijke ideeën in het werk.

Matthias O Senge is hoogleraar organische chemie aan Trinity en Hans Fischer Senior Fellow aan het Institute for Advanced Study, DU München. Artikel In het tijdschrift, Kom er gewoon heenWaarin deze creatie gedeeld wordt met de wereld.

Hij zegt: “We werken al enkele jaren aan dit project, aanvankelijk op een speelse manier, om de structuur van een molecuul artistiek en in een schilderij in Mondriaan-stijl weer te geven. De resulterende ‘schilderijen’ zijn uniek voor elk molecuul en vatten samen wat Mondriaan doet. en anderen die bedoeld waren om te maken te hebben met de artistieke beweging van De Stijl.”

“Symmetrie en vorm zijn essentiële aspecten van de moleculaire structuur en de manier waarop we moleculen en hun eigenschappen interpreteren, maar vaak zijn de relaties tussen de chemische structuur en afgeleide waarden onduidelijk. Geïnspireerd door de verbindingen van Mondriaan hebben we de symmetrie-informatie weergegeven die is gecodeerd in de 3D-gegevens Kleurblokken, hoe chemische argumenten kunnen bijdragen aan symmetrie om dat duidelijk aan te tonen.”

Christopher Kingsbury, een postdoctoraal onderzoeker bij TBSI die het project ontwikkelde, is de eerste auteur van het tijdschriftartikel.

Hij zei: “In de scheikunde is het nuttig om een ​​universele manier te hebben om de moleculaire structuur weer te geven, hoe een molecuul zich in verschillende omgevingen zou kunnen gedragen en hoe het zou kunnen reageren en van vorm zou kunnen veranderen. Maar een zekere mate van subtiliteit gaat onvermijdelijk verloren.”

“Dit idee om de abstractie te vergroten door kleine details te elimineren en te proberen een algemeen patroon te presenteren, wordt weerspiegeld in het vroege werk van Mondriaan en is in zekere zin wat wetenschappers instinctief doen als ze complexe verschijnselen reduceren tot ‘eenvoudige waarheid’ toegankelijk zijn voor een breed publiek.”

De afgelopen jaren hebben professor Senge en zijn team ons begrip van porfyrines, een unieke klasse van intens gekleurde pigmenten, ook wel bekend als de ‘kleuren van het leven’, enorm verbeterd. In één werk creëerden ze een nieuwe reeks biologische sensoren door deze pigmenten chemisch opnieuw te ontwerpen, zodat ze als kleine Venus-vliegenvallen fungeren en specifieke moleculen zoals verontreinigende stoffen opvangen. Nu kan de nieuwe richting waarin wetenschap en kunst botsen ons begrip van hoe porfyrines werken vergroten.

“Grote kunst geeft ons een nieuw perspectief op de wereld”, voegde professor Senge eraan toe. “Als puzzel zal deze kunst ons in staat stellen bekende moleculen zoals porfyrines in een nieuw licht te zien, en ons helpen beter te begrijpen hoe hun vorm en eigenschappen met elkaar verweven zijn.

“Meer in het algemeen zijn wij van mening dat hedendaagse initiatieven op het gebied van ‘kunst en wetenschappen’ de disciplinaire grenzen moeten verleggen en deze moeten verbinden met ‘kunst en wetenschappen’.’