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    Metodologia para descobrir princípios comuns que regem sistemas complexos

    A mesociência se concentra na complexidade em um amplo espectro de sistemas. Crédito:HUANG Wenlai

    Você pode reclamar da imprevisibilidade do clima que estragou suas férias, ou se preocupe se seu trabalho será assumido por robôs altamente inteligentes em um futuro próximo, ou se a fábrica de produtos químicos perto de sua residência é segura o suficiente, mas você pode não perceber que esses problemas aparentemente não relacionados podem compartilhar uma solução profundamente enraizada em uma ciência emergente.

    Na verdade, cientistas de várias áreas há muito se confundem com os misteriosos elos que faltam em suas cadeias de conhecimento. Não importa o quanto eles saibam sobre os detalhes dos sistemas que estudam e o quão familiarizados estão com o comportamento desses sistemas, eles sabem pouco sobre as estruturas complexas geralmente presentes na escala entre todo o sistema e seus elementos. Essas estruturas podem incluir tornados violentos, redes neurais estranhas, padrões flutuantes de reagentes, ou muitos outros. Surpreendentemente, estruturas em áreas aparentemente não relacionadas exibem complexidades intrigantes com semelhanças subjacentes.

    Descrevendo, prever e manipular tal complexidade é um grande desafio em quase todas as disciplinas científicas e é o gargalo da indústria. Existe uma maneira de quebrar uma noz tão dura?

    Cientistas chineses estão procurando respostas e podem ter encontrado uma ferramenta poderosa. Eles têm, pela primeira vez, desenvolveu o conceito de "mesociência" - uma metodologia para descobrir princípios comuns que governam toda essa complexidade.

    Modelos e paradigmas computacionais derivados da mesociência provaram ser bem-sucedidos na engenharia química e foram rapidamente adotados por empresas em todo o mundo, incluindo TOTAL, BASF, Concha, BP, Sinopec, PetroChina, Baosteel e Unilever, para nomear alguns.

    Contudo, a mesociência oferece amplo potencial além do campo da engenharia química. "A mesociência é considerada uma abordagem geral para lidar com vários sistemas complexos do mundo real e tem um futuro sem precedentes, "disse LI Jinghai, membro da Academia Chinesa de Ciências, quem propôs o conceito.

    A mesociência está atraindo cada vez mais atenção da comunidade científica mundial. Mais de 30 cientistas importantes dos EUA, REINO UNIDO, Austrália, China, Alemanha, França, Suíça, Itália, e a Hungria estão se unindo em Pequim para uma reunião de três dias, de 27 a 29 de maio, para enfocar o futuro desenvolvimento e aplicação desse novo conceito. Os participantes são de muitas disciplinas diferentes, incluindo química, matemática, psicologia, e engenharia química, etc. Muitos deles são membros ou bolsistas de prestigiosas organizações científicas nacionais, bem como pesquisadores industriais.

    Novo, materiais desafiadores estão surgindo com funcionalidades superiores e muitas vezes múltiplas, como materiais de bateria, tintas de impressão, catalisadores, cosméticos ou formulações farmacêuticas. "Esses tipos de materiais devem ser formulados em diferentes níveis, variando da escala molecular às partículas no regime de microdimensões, "disse Bernd Sachweh, vice-presidente de Engenharia Química e de Processos Ásia da BASF. "Para alcançar as propriedades desejadas, os principais parâmetros de processo e reação muitas vezes precisam ser controlados, especialmente na mesoescala. "

    Qualquer objeto, grande ou pequeno - de uma partícula elementar a uma galáxia - pode atuar como um elemento para formar um sistema com muitos desses elementos. A complexidade de mesoescala existe amplamente e a mesociência pode ser amplamente aplicada, também. É por isso que pode ajudar a resolver problemas não resolvidos pelos métodos tradicionais.

    Vemos o mundo da microescala à macroescala. Teorias tradicionais têm sido usadas para resolver problemas de macro ou microescala, dividindo assim os cientistas em dois campos de holismo e reducionismo. Contudo, existem lacunas desconhecidas entre os elementos individuais e o comportamento do sistema, como refletido no ditado:"O todo é maior do que a soma de suas partes." O ponto-chave está na mesoescala, ou interações entre elementos do sistema.

    "[Mesociência] fornece princípios comuns a serem considerados em C&T para responder aos grandes desafios com soluções avançadas de pesquisa de alto nível, "disse a professora Augusta Maria Paci do Conselho Nacional de Pesquisa da Itália.

    A Fundação Nacional de Ciência Natural da China iniciou um importante programa de pesquisa em 2002 chamado "Mecanismo e manipulação de mesoescalas em processos de reação multifásicos". O programa durou cinco anos e o financiamento total chegou a 200 milhões de RMB.

    "A mesociência não tem apenas implicações científicas de longo alcance, mas também amplo significado industrial, "disse GE Wei, diretor da Divisão de Pesquisa em Mesociência do Instituto de Engenharia de Processos, Academia Chinesa de Ciências. "Descobriu-se que é a chave para lidar com os problemas de escala de longa duração que ocorrem entre os aparelhos de laboratório e as instalações comerciais."

    “Essa abordagem não deve ser adotada apenas na pesquisa científica, mas também no treinamento da próxima geração, "disse a Professora Raffaella Ocone, Membro da Royal Academy of Engineering. No entanto, "mais trabalho é necessário nesta área, a fim de influenciar a comunidade científica mais ampla, "disse Robin Batterham, ex-presidente da Academia Austriliana de Ciência Tecnológica e Engenharia.

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