Nagroda Nobla w dziedzinie chemii 2023 za syntezę kropek kwantowych

Jak czytamy w oświadczeniu Komitetu noblowskiego, kropki kwantowe to nanocząstki tak małe, że ich rozmiar determinuje ich właściwości. Te najmniejsze cząstki nanotechnologii odpowiadają za rozświetlenie współczesnych telewizorów i i mogą między innymi pomagać chirurgom podczas usuwania .

Każdy, kto studiuje chemię, wie, że właściwości pierwiastka zależą od liczby posiadanych przez niego elektronów. Jednakże, tu mamy do czynienia z materią skurczoną do nanowymiarów i pojawiają się w niej zjawiska kwantowe.

- Kropki kwantowe wykazują wiele fascynujących i niezwykłych właściwości. Co istotne, cechują się odmiennymi kolorami w zależności od rozmiaru - mówi Johan Åqvist, przewodniczący Komitetu Noblowskiego w dziedzinie chemii.

Fizycy od dawna wiedzieli, że teoretycznie w nanocząsteczkach mogą pojawiać się efekty kwantowe zależne od rozmiaru, wówczas jednak nie dało się tego sprawdzić. Stąd niewielu ludzi było przekonanych, że wiedza ta znajdzie zastosowanie w praktyce.

Tymczasem na początku lat 80-tych Aleksiejowi Ekimovowi udało się stworzyć w kolorowym szkle efekty kwantowe zależne od rozmiaru. Barwa pochodziła od nanocząstek chlorku miedzi, a Ekimov dowiódł, że wielkość cząstek ma wpływ na kolor szkła dzięki efektom kwantowym.

Parę lat potem Louis Brus okazał się pierwszym naukowcem na świecie, który wykazał zależne od wielkości efekty kwantowe w cząstkach swobodnie unoszących się w cieczy.

W 1993 roku Moungi Bawendi zrewolucjonizował wytwarzanie kropek kwantowych, dzięki czemu uzyskujemy niemal doskonałe cząstki. Ta wysoka jakość była niezbędna dla ich różnych zastosowań.

Obecnie kropki kwantowe oświetlają i ekrany telewizorów oparte na technologii QLED. Mają udział w wytwarzaniu światła niektórych lamp LED, a biochemicy i lekarze wykorzystują je do oznaczania tkanki biologicznej.

Kropki kwantowe przydają ludzkości dużych korzyści. Według naukowców w przyszłości wspomniane nanocząstki mogą przyczynić się do powstania elastycznej elektroniki, mini-czujników, cieńszych ogniw słonecznych i szyfrowanej komunikacji kwantowej - ich właśnie jest badany.