Richard R. Ernst (1933-2021)

Richard R. Ernst transformou aplicações de ressonância magnética nuclear (NMR) em métodos para uso diário em química, biologia estrutural e diagnóstico médico. Sua introdução da ressonância magnética nuclear com transformada de Fourier (FT-NMR) na década de 1960 abriu o caminho para a ressonância magnética (MRI) a ser amplamente utilizada em diagnósticos médicos e em pesquisa de materiais.

Além de ganhar o Prêmio Nobel de Química em 1991, o trabalho de Ernst sustentou as conquistas recompensadas pelos dois prêmios Nobel NMR do século XXI até agora – o meu incluído. Ele morreu aos 87 anos.

Richard Robert Ernst nasceu em Winterthur, Suíça. Sua família fazia parte do estabelecimento da cidade, com uma história de pelo menos 500 anos. Seu pai ensinou arquitetura no Winterthur ‘Technikum’ (hoje Universidade de Ciências Aplicadas) e foi um oficial de alto escalão do exército suíço. Nesse ambiente distinto, as reuniões musicais ocupavam um lugar importante; Richard tocou violoncelo. Seus planos de se tornar compositor foram deixados de lado aos 13 anos, quando encontrou uma caixa de produtos químicos no sótão, deixada por um tio falecido, e começou a fazer experimentos. Depois de estudar química no Instituto Federal Suíço de Tecnologia (ETH) em Zurique, ele prosseguiu seus estudos de doutorado no novo campo de RMN.

Pouco depois da Segunda Guerra Mundial, Felix Bloch e Edward Mills Purcell descreveram a espectroscopia de RMN, compartilhando o Prêmio Nobel de Física de 1952. O princípio é o seguinte: em um campo magnético, os momentos de certos núcleos atômicos de uma substância se alinham. A aplicação de irradiação de radiofrequência perturba esse alinhamento, fazendo com que os átomos emitam sinais eletromagnéticos que são exclusivos da composição química e da estrutura molecular da substância.

Logo após sua descoberta, NMR tornou-se amplamente utilizado na física, por exemplo, na física de partículas, física do estado sólido e em estudos de transições de fase. As aplicações como ferramenta analítica em química começaram na década de 1950 com experimentos de NMR de onda contínua, que tiveram impacto limitado porque sua sensibilidade era muito baixa.

Trabalhando em meados da década de 1960 no então principal fabricante de instrumentação de NMR, a Varian Company em Palo Alto, Califórnia, Ernst experimentou a aplicação de um único pulso forte que excita todo o espectro, em vez de varrer os espectros de NMR com irradiação contínua fraca. Ele então submeteu o sinal resultante à transformação de Fourier para gerar um espectro de alta resolução.

Nem os materiais usados ​​em instrumentos de RMN nem as instalações de computador da década de 1960 estavam à altura das demandas da nova técnica. Portanto, demorou mais uma década até que o FT-NMR encontrasse aplicações em química e biologia estrutural. O FT-NMR também forneceu a base para o 2D NMR mais informativo no final dos anos 1970; procedimentos matemáticos relacionados tornaram a ressonância magnética eficiente para o diagnóstico médico.

No final dos anos 1960, Ernst retornou à ETH Zurique, onde passou o resto de sua carreira. Ao longo de quatro décadas, ele inspirou gerações de cientistas como professor e como conferencista em todo o mundo.

Seus alunos de graduação e pós-doutorado o testemunharam mergulhar continuamente nas profundezas de uma teoria ou de um efeito físico-químico. Em grande detalhe matemático e com habilidades didáticas únicas, usando seus braços para ilustrar como a magnetização em uma amostra de RMN se comporta sob a influência de campos de radiofrequência, digamos, ele geraria formalismos rigorosos para capturar todas as nuances de um fenômeno. Graças à magia de Ernst, a comunidade NMR evoluiu de algumas centenas de cientistas no início da década de 1970 para milhares em uma variedade de áreas especializadas de NMR hoje.

Ernst se descreveu como um “viciado em trabalho”. Um ferramenteiro, ele gostava de fornecer aos outros novas maneiras de resolver problemas. No entanto, ele também acreditava que os cientistas deveriam ter uma ampla gama de interesses fora de seu campo. Ele tocou violoncelo ao longo de sua vida e teve um conhecimento enciclopédico de música clássica. Em seus últimos anos, ele escreveu uma autobiografia franca e perspicaz (traduzida como Searching and Researching , publicada este ano).

Em seu retorno da Califórnia para a Suíça em 1968, Ernst e sua esposa viajaram para o Tibete, onde ficaram fascinados com as pinturas locais em pergaminhos e nas décadas seguintes reuniram uma rica coleção de arte tibetana. A alegria de Ernst nesta cultura é comovente aparente em sua autobiografia, que apresenta belas ilustrações das obras. Depois de se aposentar em 1998, Ernst dedicou seu tempo e energia, bem como o dinheiro do prêmio Nobel, para expandir esta coleção. Em sua casa, ele usou técnicas espectroscópicas de ponta (não RMN!) Para examinar a tinta em seus preciosos pergaminhos tibetanos para rastrear sua proveniência.

Como colega do corpo docente da ETH Zurich, tive o privilégio de uma estreita colaboração científica com Ernst de 1976 a 1986, que resultou na introdução da RMN multidimensional em laboratórios de química e biologia estrutural. Eu conhecia Richard como um colega e amigo incrivelmente inteligente, consciencioso e gentil. Junto com tantos que lhe agradecem por ter enriquecido suas vidas científicas, guardo boas lembranças dos bons momentos que passei com este grande cientista.