Des scientifiques créent un programme informatique qui « peint » la structure des molécules à la manière du célèbre artiste néerlandais

Des scientifiques du Trinity College de Dublin ont créé un programme informatique qui « peint » la structure des molécules dans le style du célèbre artiste néerlandais Piet Mondrian, dont les magnifiques œuvres d’art seront immédiatement reconnaissables pour beaucoup.

Le style de Mondrian, qui consiste à utiliser des blocs de couleurs primaires séparés par des lignes de différentes largeurs sur un fond blanc, a été largement copié ou utilisé comme source d’inspiration dans la culture moderne. Mais ses œuvres d’art d’une simplicité trompeuse fascinent également les scientifiques depuis des décennies, trouvant des applications de niche dans les mathématiques et les statistiques.

Et aujourd’hui, les chercheurs de l’École de chimie ouvrent les yeux et les esprits à la beauté de la structure moléculaire, tout en posant de nouvelles questions sur la forme et la fonction des molécules elles-mêmes.

Leur programme informatique, accessible à l’adresse suivante, produit un tracé mondriane de n’importe quelle molécule. Il le fait en suivant un algorithme artistique qui marie les lois de la chimie qui décrivent la structure 3D d’une molécule en fonction de ses composants avec le style 2D d’un des peintres les plus influents de l’ère moderne.

Pour le scientifique, cela permet d’évaluer et de démontrer rapidement la symétrie moléculaire, ce qui permet d’obtenir des informations plus approfondies que celles qui émergeraient des représentations traditionnelles. Et pour l’artiste, cela fournit une image visuellement agréable d’interprétations contrastées de la symétrie, ce qui, espérons-le, inspirera l’intégration d’idées scientifiques dans son travail.

Mathias O Senge, professeur de chimie organique à Trinity et Hans Fischer Senior Fellow à l’Institut d’études avancées de la TU Munich, est l’auteur principal d’un article dans la revue, Chimie appliquéedans lequel cette création est partagée avec le monde.

Il a déclaré : « Nous travaillons depuis quelques années sur ce projet, initialement pour le plaisir, pour reproduire la structure d’une molécule de manière artistiquement agréable sous forme de peinture dans le style de Mondrian. Les « peintures » obtenues sont uniques pour chaque molécule et juxtaposent ce que Mondrian et d’autres cherchaient à faire avec le mouvement artistique De Stijl.

« La symétrie et la forme sont des aspects essentiels de la structure moléculaire et de la façon dont nous interprétons les molécules et leurs propriétés, mais très souvent les relations entre la structure chimique et les valeurs dérivées sont obscurcies. En nous inspirant des Compositions de Mondrian, nous avons représenté les informations de symétrie codées dans les données 3D sous forme de blocs de couleur, pour montrer clairement comment les arguments chimiques peuvent contribuer à la symétrie. »

Christopher Kingsbury, chercheur postdoctoral au TBSI, qui a conçu le projet, est le premier auteur de l’article de revue.

Il a déclaré : « En chimie, il est utile de disposer d’une manière universelle d’afficher la structure moléculaire, afin d’aider à « planifier » la manière dont une molécule est susceptible de se comporter dans différents environnements et comment elle peut réagir et changer de forme en présence d’autres molécules. Mais une certaine quantité de nuances est inévitablement perdue.

« Ce concept d’augmentation de l’abstraction en supprimant les détails mineurs et en essayant de présenter une forme générale est imité par les premiers travaux de Mondrian et, dans un certain sens, c’est ce que font intuitivement les scientifiques lorsqu’ils réduisent des phénomènes complexes à une « vérité plus simple ». Grâce à notre nouvelle approche, des sciences très complexes sont nourries par un prisme artistique, ce qui pourrait les rendre plus accessibles à un plus large éventail de personnes. »

Ces dernières années, le professeur Senge et son équipe ont considérablement amélioré notre compréhension des porphyrines, une classe unique de pigments aux couleurs intenses, également connus sous le nom de « couleurs de la vie ». Dans le cadre d’une de leurs recherches, ils ont créé une série de nouveaux capteurs biologiques en remaniant chimiquement ces pigments pour qu’ils agissent comme de minuscules attrape-mouches de Vénus et capturent des molécules spécifiques, comme les polluants. Et cette nouvelle direction, dans laquelle la science et l’art se rencontrent, pourrait approfondir notre compréhension du fonctionnement des porphyrines.

« Les grandes œuvres d’art nous offrent une nouvelle perspective sur le monde », a ajouté le professeur Senge. « En tant que pastiche, ces œuvres d’art peuvent nous permettre d’observer des molécules familières, comme les porphyrines, sous un jour nouveau, et nous aider à mieux comprendre comment leur forme et leurs propriétés sont étroitement liées.

« Plus généralement, nous pensons que les initiatives contemporaines dans le domaine de l’art et de la science nécessitent une rupture radicale des frontières entre les disciplines et une fusion vers l’art et la science. Il existe une interaction subtile entre la science et l’art et un mélange des deux aspects dans nos domaines d’activité respectifs, et cela devrait être un objectif pour les développements futurs dans les deux domaines. »