Quando o testamento de Alfred Nobel estabeleceu prêmios para avanços científicos, a química foi listada como uma das três áreas a serem reconhecidas, juntamente com a física e a medicina. Anos mais tarde, o Prêmio Nobel é considerado a maior honraria que se pode receber nessas áreas, às quais se juntam a literatura e a paz para o reconhecimento anual. No entanto, o que é preciso para ganhar um Nobel?
Desde 1901, foram concedidos 115 Prêmios Nobel em química, reconhecendo descobertas que vão desde a radioatividade e a fermentação do açúcar até os pontos quânticos. À medida que as descobertas científicas cresceram e evoluíram ao longo dos anos, as seleções do Prêmio Nobel também refletiram como a química mudou e impactou o mundo.
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Entre em contato com a equipe CASConforme a orientação original de Alfred Nobel, os membros do comitê nomeados anualmente pela Real Academia Sueca de Ciências buscam identificar, entre muitas indicações, a descoberta que “trouxe o maior benefício para a humanidade”. O que essa frase significa e que tipos de pesquisa têm maior probabilidade de serem reconhecidos?
Categorizando avanços em química
Em antecipação ao próximo anúncio do Prêmio Nobel de Química de 2024, analisamos os últimos 40 anos da história do Nobel e os dados de publicações relacionados da CAS Content CollectionTM para entender melhor quais tipos de avanços têm maior probabilidade de serem considerados dignos de um Nobel.
Ao buscar pontos em comum entre as descobertas e rastrear como cada uma progrediu desde sua divulgação inicial até o Prêmio Nobel por meio da literatura publicada, identificamos três categorias distintas de inovação que historicamente foram reconhecidas com o prêmio, cada uma representando um caminho de pesquisa único para um Prêmio Nobel:
- Compreensão fundamental: Esta categoria representa aprendizados de pesquisas básicas que aprimoram significativamente nossa compreensão de aspectos críticos do mundo ao nosso redor.
- Ferramentas e técnicas: Esta categoria abrange inovações que permitem novas formas de realizar pesquisas que aprimoram ou aceleram significativamente o progresso científico.
- Aplicações de impacto: Esta categoria inclui novas tecnologias que demonstraram aplicações generalizadas que trazem benefícios positivos para muitas pessoas ou que apresentam alto potencial para tais aplicações.
Outra descoberta importante de nossa análise é que os aspirantes a ganhadores do Nobel devem ser pacientes. Em média, 25 anos se passam entre a publicação do artigo seminal que divulga uma descoberta inicial e o reconhecimento desse trabalho com um Prêmio Nobel. Embora o intervalo de anos tenha sido amplo, variando de 46 anos no limite superior a apenas quatro anos como um caso atípico no limite inferior, a média não diferiu significativamente entre as três categorias.
Observar os prêmios por categoria em uma linha do tempo (Figura 1) mostra que houve mudanças nos tipos de descobertas que atraem mais a atenção do Nobel. Por exemplo, nos últimos 10 anos, vimos uma maior ênfase em aplicações e menos em pesquisas fundamentais. No entanto, não há como saber quais mudanças veremos nos próximos 10 anos, já que as deliberações do Comitê Nobel são estritamente confidenciais.
Vamos examinar cada um desses caminhos únicos para o Prêmio Nobel e explorar alguns exemplos para entender melhor suas características singulares.
Compreensão fundamental
As descobertas reconhecidas nesta categoria são o que muitas pessoas costumam imaginar ao pensar no Prêmio Nobel. São resultados que aprimoram significativamente o conhecimento fundamental da comunidade científica sobre como o mundo ao nosso redor funciona.
Exemplos de pesquisas premiadas com o Nobel que se enquadram nesta categoria incluem:
- Estudos mecanísticos de reparo de DNA. Tomas Lindahl, Paul Modrich, Aziz Sancar. 2015.
- Química atmosférica, particularmente no que diz respeito à formação e decomposição do ozônio. Paul J. Crutzen, Mario J. Molina, F. Sherwood Rowland. 1995.
- Propriedades catalíticas do RNA. Sidney Altman, Thomas R. Cech. 1989.
Embora alguns possam esperar que a maioria dos Prêmios Nobel seja concedida a esse tipo de pesquisa, nossa análise constatou que apenas 37,5% dos prêmios de química nos últimos 40 anos se enquadram nesta categoria.
O gráfico na Figura 2 acompanha o volume de publicações de patentes e periódicos sobre reparo de DNA como um exemplo da trajetória de crescimento típica desta categoria de pesquisa. Descobertas fundamentais premiadas com o Nobel mostram consistentemente um aumento constante e quase linear na atenção ao longo do tempo. Isso reforça como uma descoberta de pesquisa básica fundamental catalisa uma cascata de compreensão, com cada aprendizado construindo sobre o anterior à medida que a comunidade científica expande nosso conhecimento geral.
Figura 2: Volume de publicações de periódicos e patentes relacionadas ao reparo de DNA por ano. Fonte: CAS Content Collection.
Como visto na Figura 2, esses tipos de avanços são publicados quase exclusivamente em periódicos, em vez de publicações de patentes. Isso faz sentido para esta categoria, que representa uma pesquisa básica que geralmente não possui uma aplicação comercial direta.
A linha do tempo na Figura 1 mostra que o reconhecimento do Nobel para essas descobertas fundamentais tem sido menos comum nos últimos anos, com o último prêmio desse tipo sendo concedido em 2016. No entanto, com tantos aspectos fundamentais do nosso mundo permanecendo fora da nossa compreensão científica, e novas revelações sendo feitas a cada ano, esta categoria continua sendo uma candidata perene ao Prêmio Nobel.
Algumas das áreas de pesquisa que a Equipe Científica da CAS acredita terem maior probabilidade de ver um ganhador do Nobel reconhecido em breve incluem múltiplos aspectos da biologia química, receptores nucleares e o microbioma intestinal.
Ferramentas e técnicas
Surpreendentemente, nos últimos 40 anos, o Prêmio Nobel de Química foi concedido com mais frequência a cientistas que desenvolveram novos métodos de pesquisa que aprimoraram ou aceleraram significativamente o progresso científico, permitindo pesquisas melhores e mais eficientes. Esta categoria representou 50% dos prêmios durante este período.
Exemplos de descobertas que receberam o Prêmio Nobel nesta categoria nos últimos anos incluem:
- O desenvolvimento de um método para edição de genoma. Emmanuelle Charpentier, Jennifer A. Doudna. 2020.
- O desenvolvimento de microscopia de fluorescência de super-resolução. Eric Betzig, Stefan W. Hell, William E. Moerner. 2014.
- Reações de hidrogenação catalisadas por quiralidade e reações de oxidação catalisadas por quiralidade. William S. Knowles, Ryoji Noyori, K. Barry Sharpless. 2001.
A Figura 3 abaixo mostra o padrão de crescimento de publicações ao longo do tempo para a microscopia de fluorescência de super-resolução, que é típico desta categoria de pesquisa premiada com o Nobel. O interesse nesses tipos de descobertas funcionais de alto impacto aumenta rapidamente à medida que esses novos métodos e tecnologias são testados, rapidamente adotados e aprimorados na comunidade de pesquisa. No entanto, um platô característico de publicações é frequentemente observado nesta categoria de descobertas de 10 a 30 anos após a divulgação inicial. Isso parece resultar do fato de essas tecnologias se tornarem um padrão comum em suas áreas. Elas acabam não sendo mencionadas ou sendo substituídas pela próxima geração de inovação.
Figura 3: Volume de publicações em periódicos e patentes relacionadas à microscopia de fluorescência de super-resolução por ano. Fonte: CAS Content Collection.
Como demonstra a Figura 3, as descobertas nesta categoria também são publicadas principalmente em periódicos, embora alguma atividade de patentes seja frequentemente observada uma década ou mais após a descoberta inicial, à medida que as tecnologias se tornam suficientemente desenvolvidas para atrair interesse comercial.
Revisitando nossa linha do tempo na Figura 1, vemos que, nos últimos 40 anos, o comitê do Nobel reconheceu essas ferramentas e técnicas de forma consistente, o que significa que provavelmente continuaremos a ver vencedores do Nobel nesta categoria. Outras ferramentas e técnicas impactantes que a Equipe Científica da CAS acredita que poderiam ser consideradas para um futuro reconhecimento do Prêmio Nobel incluem síntese de DNA, catálise dendrítica, AlphaFold e polimerização radicalar por transferência de átomos.
Aplicações impactantes
Curiosamente, nos últimos 40 anos, o comitê do Nobel raramente reconheceu descobertas baseadas em seu impacto positivo amplo ou de longo alcance. Embora esta categoria tenha recebido apenas cinco Prêmios Nobel neste período, representando apenas 12,5% dos prêmios, essas descobertas são provavelmente as mais conhecidas pelo público.
Exemplos de descobertas que receberam o Prêmio Nobel nesta categoria nos últimos anos incluem:
- A descoberta e o desenvolvimento de polímeros condutores. Alan J. Heeger, Alan G. MacDiarmid, Hideki Shirakawa. 2000.
- O desenvolvimento de baterias de íon-lítio. John B. Goodenough, Stanley Whittingham, Akira Yoshino. 2019.
- A descoberta de fulerenos. Robert F. Curl Jr., Sir Harold W. Kroto, Richard E. Smalley. 1996.
Como mostra a Figura 4, uma das características mais singulares desta categoria de pesquisa é a prevalência de publicações de patentes. Essas tecnologias frequentemente demonstram um crescimento quase exponencial e sustentado, impulsionado pelo interesse comercial, representado por um alto volume de pedidos de patentes. Geralmente, as publicações de patentes representam mais de 50% das publicações para tópicos nesta categoria.
Figura 4: Volume de publicações em periódicos e patentes relacionadas a baterias de íon-lítio por ano. Fonte: CAS Content Collection.
Revisar nossa linha do tempo na Figura 1 mostra que dois dos cinco Prêmios Nobel concedidos nesta categoria ocorreram nos últimos 10 anos, um aumento drástico na frequência em relação às normas históricas. Se esta é uma tendência para um maior reconhecimento de aplicações ou apenas uma anomalia recente, ainda está por ser visto. No entanto, se mais Prêmios Nobel focados em aplicações estiverem no horizonte, a Equipe Científica da CAS identificou alguns candidatos, incluindo diodos orgânicos emissores de luz, redes metalorgânicas, e células solares.
Quem ganhará o Prêmio Nobel de Química em 2024?
Em 9 de outubro de 2024, saberemos quem ganhou o Prêmio Nobel de Química de 2024. Como acontece todos os anos, com tantos avanços empolgantes sendo feitos em diversas áreas, não faltam candidatos dignos. Mesmo com uma abordagem analítica, é quase impossível prever futuros vencedores do Nobel entre um grupo tão grande de possibilidades. No entanto, entender os tipos de descobertas que estão sendo reconhecidas fornece uma visão de como o Comitê do Nobel interpretou esse desafio ao longo do tempo. Independentemente da categoria de pesquisa reconhecida este ano, o anúncio anual certamente capturará a imaginação de cientistas ao redor do mundo e nos inspirará com os "benefícios" de longo alcance e o potencial de cada nova descoberta científica.
Atualização: Em 2024, David Baker foi premiado pelo design computacional de proteínas, enquanto Demis Hassabis e John Jumper foram reconhecidos pela previsão da estrutura de proteínas usando IA, notadamente o AlphaFold2. Juntos, seus trabalhos permitem a criação e compreensão de proteínas com precisão sem precedentes.
© Nobel Prize Outreach. Foto: Hugh Fox
