Nuno maulide, químico, autor de como se transforma o ar em pão

"Somos construções perfeitas de moléculas de átomos de carbono"

‘Viciado’ em estruturas químicas, o cientista fala-nos de moléculas que jogam no campeonato nacional e nas competições europeias, e de outras que passam muito facilmente ao estado gasoso... e tanto podem dar belos perfumes como cheiros menos agradáveis.


À beira de fazer 42 anos, Nuno Maulide tem um currículo impressionante. Antes dos trinta já liderava a sua própria equipa no conceituadíssimo Instituto Max Planck, em Mülheim, Alemanha, onde teve como diretor de departamento o vencedor do Nobel da Química 2021, Benjamin List. Aos 33 tornou-se professor catedrático na Universidade de Viena, aos 39 ganhou o prémio de cientista do ano na Áustria, e há poucos meses foi nomeado membro permanente da Academia de Ciências daquele país.

Curiosamente, começou pelo piano, que estudou no Instituto Gregoriano de Lisboa – e que continua a praticar numa base quase diária. Foi ao aperceber-se da dureza da vida de um pianista profissional que escolheu a Química, «mais por desnorte do que por plano premeditado». Estudou no Técnico, em Lisboa, e ficou «viciado» nas estruturas químicas e suas funções. Finda a licenciatura, passou seis meses a trabalhar numa empresa de corantes na Suíça, fez o doutoramento em Lovaina, na Bélgica, e o pós-doutoramento em Stanford, na Califórnia. A partir daí, todas as portas estavam abertas.

Recentemente publicou, com Tanja Traxler, Como se Transforma o Ar em Pão (ed. Planeta), onde procura desmistificar, entre outras, a ideia de que os químicos na comida são nocivos para a saúde. Durante uma passagem sua por Lisboa, falámos sobre comida, cheiros e segredos que só a química pode desvendar.

Olhando para este exemplar do seu livro, vejo uma capa, folhas de papel, tinta. O Nuno o que vê? Fibras de celulose, ligações de hidrogénio…?
[risos] Depende. Depende se estou a olhar com os meus olhos de cidadão comum ou com aqueles oculozinhos de cientista, que veem as coisas ao pormenor. Porque a vida vista com esses óculos de cientista é fascinante mas também é avassaladora. Às vezes é muita informação. Quando a pessoa se põe a pensar na quantidade de pigmentos, de corantes, de moléculas de polímero, de moléculas de celulose… Se pensarmos nessa dimensão em tudo na vida, acaba por ser demasiada informação para o nosso ‘computadorzinho’.

São quase duas realidades paralelas que existem em simultâneo?
Quando o livro foi lançado, disse que o objetivo era desmistificar esta ideia de os compostos químicos serem maus. Mas nestes últimos meses dei-me conta de que a mensagem de base é ainda mais séria e profunda do que essa: ‘No mundo que te rodeia há milhares de milhões de pequeníssimas partículas que não se conseguem ver a olho nu, nem com o microscópio, e que são decisivas para as propriedades que as coisas que no mundo nos rodeia têm’. Cada uma tem a sua estrutura e é essa estrutura que define as propriedades. E se mudares um átomo na estrutura, as propriedades mudam de um instante para o outro.

Pensemos no caso da água. Se a aquecermos transforma-se em vapor, se a arrefecermos transforma-se em gelo. As propriedades químicas são sempre as mesmas?
Ainda bem que deu esse exemplo. A temperatura nesse caso tem um impacto ao nível das ligações entre as moléculas. As moléculas têm uma dimensão interna – tipo campeonato nacional – e às vezes, quando interagem com outras moléculas que estão ao seu lado, é como se fossem às competições europeias. O estado físico – a passagem do estado sólido ao estado líquido, e do estado líquido ao vapor, é sobretudo um relaxar das ‘relações internacionais’, ou seja, intermoleculares. No fundo, as moléculas vão-se afastando, afastando, afastando até ao ponto em que esse afastamento resulta na passagem do estado líquido ao estado vapor. Mas é uma molécula tão especial que não poderia haver melhor molécula de base para os processos da vida.

Tem outras particularidades?
É a única que conhecemos em que versão no estado sólido é menos densa do que a versão no estado líquido. A versão no estado vapor são moléculas muito afastadas umas das outras, todas na boa, aí a dez quilómetros de distância. À medida que se vão aproximando umas das outras, condensa, e passa ao estado líquido. À medida que se vão aproximando mais e mais, ficam compactas, umas agarradas às outras – estado sólido. À partida deu-se um aumento progressivo de densidade, um aumento de densidade populacional. Em vez de estarem uma aqui e outra do outro lado da rua, estão todas na mesma sala. Portanto não seria de esperar que o gelo flutuasse na água.

Como é que isso se explica?
É a única substância que nós conhecemos em que isso acontece. A teoria neste momento mais aceite para a água é a do espaço aberto. Imagine o ouro. Quando funde e depois passa a sólido, por exemplo, aqui no meu anel de casamento, é um aproximar estilo cerrar de fileiras dos soldados – ficam todos ombro a ombro. No caso da água, como é uma estrutura muito especial, não é possível ficarem todos ombro a ombro, então fazem uma espécie de tertúlias, uns grupozinhos de quatro ou cinco moléculas, que deixam um espaço no meio. A teoria atual é que esse espaço no meio é responsável por uma diminuição de densidade, apesar de ter passado do estado líquido ao estado sólido. Outra coisa, agora que estamos perto do Natal: a neve não é branca, não sei se sabia.

Não…
Eu próprio não tinha muito bem essa ideia. A neve é água. A água não é branca, é incolor. A neve também:é translúcida, incolor. Fica branca por causa da luz do sol. Quando está em grande quantidade, como reflete todos os comprimentos de onda da luz visível, parece-nos branca.

A propósito do ouro. Ao ler o seu livro fiquei a pensar que talvez o motivo por que o ouro não fica escuro – ao contrário da prata – é que as moléculas do ouro não interagem com o oxigénio do ar e por isso mantêm-se sempre estáveis… e brilhantes. É isso?
Interagem, mas é uma reação muito lenta ou que termodinamicamente não faz sentido. Não é possível fazer todas as reações que a pessoa imagina porque elas são controladas por duas coisas. Há uma disciplina que se chama termodinâmica que é a área do saber da química que explica se uma reação é possível ou não. Porque as moléculas, dê para onde der, só reagem uma com a outra se o produto final for de energia mais baixa [do que antes da reação]. Por exemplo, nós somos construções perfeitas de muitas moléculas com muitos átomos de carbono. Na atmosfera oxidante que nos circunda temos uma propensão a oxidar-nos em CO2 e água, portanto seria quase uma combustão.De acordo com a termodinâmica, essa é uma reação muito favorável. Felizmente para nós, nem eu nem você estamos a entrar em combustão espontânea.

Ou a dissolver-nos no ar…
Isso não acontece porque há uma outra disciplina que é a cinética, e a cinética determina, se a reação for possível, com que velocidade se dá. Felizmente é uma reação lenta – chamamos-lhe envelhecimento. E o mesmo tipo de fenómeno acontece com os diamantes. Os diamantes podiam todos transformar-se em grafite. Só que é uma reação que demora alguns milhões de anos. Provavelmente a oxidação do ouro termodinamicamente talvez nem seja má, mas é possível que tenha uma cinética muito lenta. Felizmente!

O carbono pode assumir várias formas. A grafite, não sei se o carvão…
Também.

E além disso os diamantes e até no nosso corpo. É um elemento muito camaleónico?
Há uma diferença. Tanto a grafite – aquela pontinha do lápis – como o diamante e o carvão são mesmo só átomos de carbono ligados uns aos outros, mais nada. Os nossos corpos têm moléculas um bocadinho mais sofisticadas – não diria camaleónicas, porque é o carbono ligado a vários outros elementos, a átomos de hidrogénio, átomos de oxigénio, e também a outros átomos de carbono. A aparência depois depende da forma como os átomos de carbono se ligam uns aos outros. O carbono da grafite é muito macio por causa disso. É como se fossem camadas de átomos de carbono, mas todos com uma estrutura bidimensional, não saem disto, uma folha por cima, outra por baixo, e são essas ‘folhas’ que deslizam umas sobre as outras que resultam nesta substância macia.

É por isso então que o grafeno é um material tão bom para nanotecnologia?
Exatamente. Também é linear, tal como o benzopropeno, aqueles bocados dos grelhadinhos mais queimados, que no fundo são segmentos de grafite. É como pegar numa daquelas ‘folhas’, corta um pedacinho, e põe na sua carne. Por isso é que não é a coisa mais saudável deste mundo. Já o carbono do diamante é carbono ligado em três dimensões a outros átomos que estão ligados também em três dimensões. O que faz toda a diferença. Razão pela qual as pessoas também perceberam como isso se pode fazer artificialmente. Basta pegar em átomos de carbono e apertá-los a uma pressão tão grande que eles se organizam em três dimensões. É assim que se fazem os diamantes sintéticos.

Isso é a história das empresas que transformam as cinzas dos entes queridos em diamantes.
Exatamente.

Passando agora à comida. É verdade que podemos recriar em laboratório o aroma e o sabor de uma banana?
Podemos e já se faz há muito tempo.

Naqueles caramelos com sabor a fruta, por exemplo?
Nos caramelos ou nos iogurtes aromatizados. É um jogo de enganar os sentidos. Os aromas naturais são coisas muito complexas. O que há é uma ou duas moléculas que geralmente são responsáveis pela maior parte do aroma e fazendo essas moléculas no laboratório consegue-se recriar a maior parte do aroma. Mas acho que o sabor de um morango fresco, comparado com o conjunto de uma, duas ou três moléculas que são as predominantes nesse aroma, será sempre mais complexo. Por isso é que esses alimentos são aromatizados – ‘sabem a’, mas nunca são exatamente um para um com a experiência natural.

Não têm a mesma complexidade?
Aliás, percebe-se que muitos detalhes em aromas são difíceis de reproduzir, são propriedade dos microcomponentes, compostos que existem em quantidades ínfimas, mas são responsáveis por essa riqueza. Muitos dos compostos de aromas naturais são moléculas que, se a pessoa tiver uma garrafa de 100 ml dessa substância em laboratório e a abrir, cheiram pessimamente. Há coisas que cheiram horrorosamente mal. Geralmente os compostos de enxofre, os tióis, no estado puro cheiram muito, muito mal. Mas se tirar uma gotinha e misturar num contexto diferente, pode ser a diferença entre o Chanel n.º 5 e o próximo blockbuster. É uma indústria que eu acho fascinante. É uma dimensão da química que tem algo que é raro na ciência: atinge as nossas emoções. O aroma é um dos sentidos mais básicos do ser humano, que tanto pode remeter para memórias boas como para memórias de momentos muito chatos – como aquele dia em que a pessoa entra na casa de banho a seguir ao primo [risos] e jurou para nunca mais. Ou o cheiro das pessoas. Nós mascaramos os nossos cheiros com desodorizantes e outras coisas, mas o cheiro intrínseco de cada um é, em termos químicos, uma ligação tão forte… A minha mulher diz-me sempre: ‘Eu percebi que estava apaixonada por ti quando percebi que teu cheiro neutro’ – depois de acordarmos – ‘era simplesmente fabuloso’.

Muitas vezes diz-se que há ‘química’ entre duas pessoas. É mesmo de química que se trata?
Acho que o cheiro de cada um é uma coisa que detetamos se calhar sem nos darmos conta. Os insetos e outros animais têm compostos, as feromonas, que se conseguem detetar. Se há feromonas entre os humanos, não são detetáveis facilmente. O que há é uma compreensão do que sentir a presença da pessoa amada despoleta dentro de nós. As moléculas começam a correr e a saltar dentro do nosso organismo, vão para o cérebro e despertam um palpitar, ou a pessoa sente-se ansiosa ou fica nervosa, a tal vasopressina ou oxitocina, que são as chamadas moléculas do amor. Os processos fisiológicos dentro de cada um de nós estão melhor compreendidos do que os processos químicos que eventualmente sucedam entre as pessoas.

Os cheiros são o quê? Moléculas que pairam no ar?
Exatamente. São moléculas que passam muito facilmente do estado líquido ao estado gasoso. No caso dos perfumes, são uma combinação de 100 a 150 moléculas misturadas umas com as outras. É a combinação daquilo tudo que dá aquele aroma. Por isso é que um ‘nariz’ [profissionais com um olfato apuradíssimo] é uma pessoa tão valiosa. Os perfumes têm as ‘notas de cabeça’, as ‘notas de cauda’, etc.: quando cheira primeiro cheira uma coisa, se esperar um bocadinho e cheirar outra vez já cheira outras moléculas, porque há umas que já foram embora. Acho que é uma área de investigação fascinante. Por exemplo, não há nenhum perfume que tenha átomos de azoto. Porque os átomos de azoto, as chamadas aminas, têm nomes como ‘cadaverina’, ‘putrescina’…

Porque cheiram pessimamente mal?
São compostos isolados a partir de peixe em decomposição, de cadáveres com alguns dias [risos], coisas que cheiram muito, muito mal. Curioso, não é? O que se usa cada vez mais é o enxofre. Pode cheirar mal em estado puro mas em quantidades pequeninas é uma maravilha. Sou consultor numa empresa de fragrâncias. Estão a tentar desenvolver compostos para amaciadores e detergentes da roupa que vão ficando e só se libertam muito devagar. A lógica deles, que eu acho espetacular, é desenhar moléculas que sofram reações, por exemplo com o oxigénio do ar, muito lentas. E dessa reação é que resulta um composto que cheira bem. Porque a roupa, depois de lavada, é seca e passada a ferro, o que é de uma grande agressividade – as moléculas são aquecidas a temperaturas altíssimas, passam rapidamente ao estado de vapor e depois nunca mais cheira a nada. Muitas das vezes, depois de passar a ferro, a roupa ficou bonita mas perdeu o cheiro todo do amaciador. A ideia deles é a pessoa abrir o roupeiro ao fim de três semanas e a camisa ainda ter aquele cheirinho agradável do amaciador.

No seu livro descreve aquelas amostras de maus cheiros de casas de banho que foram recolhidas para um projeto da Fundação Bill e Melinda Gates. E diz que chegou mesmo a experimentar.
Sim, eles tinham umas amostrazinhas. E os cheiros eram muito diferentes, dependendo da origem geográfica. No Quénia ou nos países mais pobres, as pessoas não têm tantos recursos e ninguém anda a comer hambúrgueres todos os dias. Comem muito à base de vegetais, uma alimentação muito simples, enquanto as pessoas nos Estados Unidos com aquela comida toda muito processada e muito refinada. O responsável pelos odores fecais são as bactérias que decompõem a matéria fecal, elas é que libertam quantidades de certas moléculas e essas moléculas é que cheiram menos bem ou menos mal.

Portanto esses ‘narizes’ às vezes devem acabar por sofrer...
O exame final de um nariz na universidade é distinguir entre mil a dois mil compostos só pelo cheiro. Eles têm uma enciclopédia na cabeça. Quando são contratados, a empresa tem montes de moléculas protegidas que não estão disponíveis para o mercado, e eles chegam a ter de distinguir de três a quatro mil compostos diferentes. São pessoas que trabalham quatro a cinco horas por dia – não mais, porque o nariz satura-se rapidamente – e são eles que são as estrelas das empresas que fazem fragrâncias. Não são os químicos. Os químicos ganham salários como qualquer químico. Mas os narizes ganham milhões e andam de Ferrari e de Maserati, são as verdadeiras primas-donas. Pelo que me contaram, um nariz vai à praia, anda à beira-mar, e de repente tem uma emoção, e converte essa emoção num cheiro. Na sua cabeça já está a fazer uma associação entre esta, esta e aquela molécula. Escreve a lista num guardanapo, dá a lista ao assistente e o assistente experimenta várias proporções.

E porque é que alguns cheiros são tão desagradáveis? Funcionam como aviso contra uma ameaça?
É isso mesmo. É uma resposta evolutiva do nosso organismo. De facto, os aromas fecais são um sinónimo de pouca higiene e de possíveis infeções bacterianas. Há ali coisas naquele ambiente que são más. Por isso é que o projeto da fundação Bill e Melinda Gates foi interessante, no sentido de tentar que as casas de banho não cheirassem tão mal, mas por outro lado é bom que as pessoas consigam cheirar quando a casa de banho cheira mesmo muito mal e que digam: ‘Eu não entro ali porque pode ser mais perigoso ir lá do que não ir’.

Disfarçar o mau cheiro acaba por ser uma forma de enganar os nossos sentidos…
É verdade. Enganar com possíveis riscos para a pessoa que está a ser enganada.

Voltando à comida. No livro diz que devemos evitar esses bocadinhos de carne queimada, por muito bem que nos saibam. Porque é que gostamos de coisas que nos fazem mal? Nunca conheci um miúdo que não gostasse de batatas fritas. E mesmo adultos…
É uma pergunta filosófica. Tudo o que é valorizado pela sociedade são coisas que dão trabalho e requerem muita disciplina. A mesma coisa acontece um bocadinho com os nossos corpos. Aquilo que nos faz bem como corpo não é o que realmente…

Dá aquela satisfação mais imediata?
A pessoa sentir que está a estragar-se com mimos. Dou por mim a pensar nisso: ‘Porque é que o nosso corpo joga este jogo connosco?’. As coisas que mais nos dão prazer a comer são as que pior nos fazem enquanto espécie. Terá a ver com algum desígnio supremo? [risos]

Não pode ter a ver com aquela máxima de Paracelso que cita no seu livro? ‘O que diferencia um veneno de um remédio é a dose’.
Não sei se alguma vez se fez uma experiência de educar uma criança sem nunca lhe dar açúcares refinados e outros alimentos. Alguns pais dirão: ‘Coitada da criança, não fez nada de mal para merecer esse castigo’! Será que é uma tortura não ser exposto a algo que sabe bem mas sabemos que não faz bem? Eu gosto muito de ovos mexidos e, quando era mais novo, dizia aos meus pais: ‘Quando for grande vou comer ovos mexidos e batatas fritas todos os dias’. A verdade é que se comesse aquilo todos os dias enjoava muito rapidamente. No caso dos grelhadinhos o que sabe bem não é o carbono. Os nossos leitores experimentem mastigar um pedaço de carvão e digam se sabe bem. O que sabe bem não é o queimado, são os compostos que têm aquele aroma do fumado. Por isso é que há aquelas batatas fritas que sabem a presunto.

Isso é química, também?
É química. São compostos que têm o aroma do fumo.

Para terminar, iria ao tema do ambiente e do aquecimento global. Nas últimas férias os meus filhos compraram umas pistolas de água que ao fim do dia estavam partidas. Mas o plástico é ao mesmo tempo muito duradouro. O resíduo persiste durante centenas de anos. A que se deve esse paradoxo?
O plástico é um polímero – do grego ‘poli’ – ou seja, uma unidade repetida várias vezes. Se pusermos milhares de milhões de crianças de mãos dadas, essa cadeia é semelhante à cadeia dos polímeros. Qual é a coisa espetacular dos polímeros? O ser humano e a natureza também fazem polímeros – os aminoácidos juntam-se todos uns aos outros para dar proteínas. Os açúcares juntam-se uns aos outros para dar polissacáridos. A natureza faz polímeros, pega nestas unidades e repete-as ad aeternum. A diferença é que essas ligações químicas são relativamente fáceis de quebrar. Os polímeros feitos pelos humanos, como todos os plásticos, são geralmente com ligações carbono – carbono – carbono. Como os carbonos do grafeno ou dos grelhadinhos. E o problema é que a natureza, ao fim de todos estes milhões de anos, não gerou enzimas capazes de quebrar esse tipo de ligações. Uma coisa é não biodegradável porque não há microorganismos capazes de a decompor. Entretanto já se percebeu que com manipulação genética é possível fazer engineering de bactérias até se encontrar uma que será capaz de quebrar ligações carbono – carbono nos plásticos. Outra opção é os químicos, como eu, que passaram os últimos cem anos a dar prémios Nobel a pessoas que descobriram como se fazem ligações entre átomos de carbono, começarem a dar prémios Nobel a quem descobrir como desmontar o puzzle.

Em relação ao aquecimento global, toda a gente está consciente das consequências negativas. Mas se pensarmos bem, o frio é que foi sempre o grande inimigo do homem. O aquecimento de um grau ou dois não pode ter efeitos secundários positivos – para a agricultura, por exemplo?
Não sei. Os ecossistemas do planeta são todos muito frágeis. Não falando de temperaturas, basta ver as histórias do género: ‘Estes lobos matam tudo e destroem os nossos rebanhos de ovelhas. Vamos eliminar os lobos’. Eliminam-se os lobos e de repente têm um problema muito maior…

Como na China, em que se perseguiram e mataram os pássaros por comerem as sementes, e de repente havia pragas de insetos que destruíram as culturas agrícolas.
Basta fazer um desviozinho que seja. Quem diria que sem abelhas este planeta vai à vida? Estes ecossistemas são muitíssimo sensíveis… por isso é que eu nem ousaria pensar o que acontece com um grau a mais – ou um grau a menos – de temperatura média. O planeta continua. Nós é que, se calhar, deixamos de poder desfrutar dele e de poder viver nele nas mesmas condições.

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