Robert Curl: O espectroscopista que encontrou uma bola de futebol feita de carbono

Robert Curl passou a maior parte de sua carreira ouvindo as vibrações de moléculas instáveis através da espectroscopia de micro-ondas e infravermelha, um trabalho do qual poucos fora dos departamentos de química já ouviram falar. Então, em onze dias de setembro de 1985, um aparelho de laser emprestado e um pico disperso em um espectrógrafo de massa entregaram-lhe uma molécula tão simétrica que parecia projetada em vez de descoberta — e um Prêmio Nobel onze anos depois. O menino que uma vez arruinou o fogão de porcelana de sua mãe com um frasco de ácido nítrico de um kit de química acabou reescrevendo o que o carbono poderia ser.

Um filho de pregador com um kit de química

Curl nasceu em 23 de agosto de 1933, em Alice, Texas, filho de um ministro metodista cujas designações missionárias mantiveram a família mudando-se pelo sul e sudoeste do Texas. Um kit de química dado a ele aos nove anos definiu a direção de sua vida, apesar dos danos domésticos que causou. Ele terminou o ensino médio na Thomas Jefferson High em San Antonio e escolheu o Rice Institute para a faculdade — atraído, por sua própria conta, tanto pela mensalidade gratuita e o time de futebol americano quanto pelo seu departamento de química. Ele obteve seu bacharelado lá em 1954, depois foi para Berkeley para um doutorado sob Kenneth Pitzer, estudando a espectroscopia infravermelha dos ângulos de ligação do dissiloxano, antes de um período de pós-doutorado em Harvard com E. B. Wilson sondando as barreiras rotacionais das moléculas por espectroscopia de micro-ondas. Em 1958, ele voltou para Rice como um jovem membro do corpo docente, herdando o equipamento e os estudantes de pós-graduação de um professor que estava saindo, e permaneceu lá pelo resto de sua vida profissional.

Décadas no campo da espectroscopia

Por quase três décadas, o trabalho de laboratório de Curl concentrou-se na espectroscopia de micro-ondas e infravermelha de radicais livres e pequenas espécies instáveis como o dióxido de cloro — ciência técnica, precisa e pouco glamorosa destinada a entender a estrutura molecular através dos detalhes finos e hiperfinos de como as moléculas absorvem e emitem luz. Era um trabalho de instrumentação exigente, do tipo que treina um cientista para notar quando um sinal não se comporta da maneira que a teoria prevê. Esse hábito de atenção importaria mais do que qualquer um poderia ter imaginado.

Onze dias que encontraram uma nova forma de carbono

Em setembro de 1985, o químico britânico Harold Kroto veio a Rice para pedir emprestado o aparelho de vaporização a laser que o colega de Curl, Richard Smalley, havia construído para estudar aglomerados semicondutores, na esperança de recriar as condições ricas em carbono de uma estrela gigante vermelha e gerar longas cadeias de carbono. Curl juntou-se ao esforço, trabalhando ao lado de Kroto, Smalley e os estudantes de pós-graduação James Heath e Sean O'Brien. Vaporizando grafite com um pulso de laser intenso, a equipe obteve suas cadeias de carbono — mas o espectrômetro de massa também mostrou algo inesperado: um pico esmagadoramente dominante correspondente a um aglomerado de exatamente sessenta átomos de carbono, com um pico irmão menor em setenta. Um único número tão inerte e proeminente implicava uma gaiola fechada, simétrica e quimicamente estável em vez de uma cadeia aberta. Ao longo dos onze dias seguintes, o grupo determinou que a única geometria consistente com os dados era uma disposição de hexágonos e pentágonos em forma de bola de futebol — o mesmo padrão que o arquiteto Buckminster Fuller havia usado em suas cúpulas geodésicas. Eles nomearam a molécula buckminsterfullereno. A contribuição específica de Curl foi na otimização das condições de vapor de carbono que tornaram o sinal tão limpo e na análise espectral que ajudou a definir a estrutura. A descoberta abriu um ramo inteiramente novo da química do carbono — fulerenos, mais tarde acompanhados por nanotubos de carbono — e em 1996 Curl dividiu o Prêmio Nobel de Química com Kroto e Smalley "por sua descoberta dos fulerenos".

Após o prêmio

Curl foi direto sobre o que fez a seguir: como ele colocou, "depois de ganhar um Nobel, você pode se tornar um pontificador científico ou pode ter alguma ideia para uma nova ciência" a seguir. Ele escolheu a última opção, redirecionando seu laboratório para instrumentação de genotipagem e sequenciamento de DNA e, mais tarde, para sensores de gás traço fotoacústicos construídos em torno de lasers de cascata quântica — ciência aplicada de construção de instrumentos muito no espírito de seu treinamento espectroscópico. Ele também serviu como o primeiro mestre do Lovett College de Rice, assumindo o tipo de papel institucional e de mentoria que os laureados com o Nobel são frequentemente convidados a preencher. Quando o presidente de Rice perguntou o que ele queria após o anúncio do Nobel, o pedido de Curl foi caracteristicamente modesto: um suporte de bicicleta mais perto de seu escritório e laboratório, já que ele ia trabalhar de bicicleta diariamente. Ele se aposentou de Rice em 2008, aos setenta e quatro anos, como professor emérito, tendo sido eleito para a Academia Nacional de Ciências e a Academia Americana de Artes e Ciências e tendo acumulado honras, incluindo o Prêmio Alexander von Humboldt para Cientistas Sêniores dos EUA e a Medalha do Centenário da Royal Society of Chemistry ao longo do caminho.

Uma vida privada construída em torno da rotina

Curl casou-se com Jonel Whipple em 1955, e os dois criaram dois filhos juntos ao longo do que se tornou um casamento de quase sete décadas. Os colegas lembravam-se dele menos por grandes pronunciamentos do que por hábitos constantes — o deslocamento diário de bicicleta, um jogo de bridge semanal permanente com a Bridge Brigade de Rice — a mesma disposição para a atenção paciente e repetida que o servira no laboratório de espectroscopia por trinta anos antes mesmo que os fulerenos aparecessem em uma tela.

Por que Robert é chamado de gênio

O Nobel de Curl não foi por um lampejo de brilhantismo teórico, mas por algo mais estreito e, à sua maneira, mais difícil de falsificar: a habilidade perceptiva treinada para reconhecer que um pico inesperado em um espectrógrafo de massa significava algo que todo o campo havia perdido. Essa é uma forma de reconhecimento de padrões especializados construído ao longo de décadas de trabalho de base espectroscópico pouco glamoroso, não um palpite inspirado — o próprio Curl creditou o sprint de onze dias a uma estrutura como um genuíno esforço de equipe com Kroto, Smalley, Heath e O'Brien, e o próprio enquadramento do comitê do Nobel foi coletivo, creditando "sua descoberta" em vez de uma percepção única. O contra-argumento honesto vale a pena ser declarado claramente: o buckminsterfullereno foi, segundo o relato de cada participante, uma descoberta fortuita de um experimento destinado a algo totalmente diferente, e Curl foi um dos três laureados com o Nobel co-iguais em vez de um visionário solitário. O que lhe confere o rótulo é menos romântico do que "gênio" geralmente implica — uma disciplina de precisão instrumental de toda a carreira que lhe permitiu ver, em tempo real, que uma anomalia nos dados era uma nova forma de matéria em vez de ruído.

Legado

O buckminsterfullereno lançou a ala de materiais de carbono da nanotecnologia, desde a química dos fulerenos até os nanotubos de carbono, e a designação de Marco Químico Histórico Nacional de 2010 em Rice marca o local onde aconteceu. Curl morreu em 3 de julho de 2022, em Houston, aos oitenta e oito anos, lembrado menos como um cientista celebridade do que como um espectroscopista trabalhador que por acaso estava na sala, com o instrumento certo e o olho certo para uma anomalia, quando o carbono revelou uma forma que ninguém lhe havia atribuído antes.