Нобеловата награда за химия бе присъдена на трима учени

Кралската шведска академия на науките присъди Нобеловата награда за химия за 2023 г. на Мунги Г. Бавенди, Луис Е. Брус и Алексей И. Екимов „за откриването и синтеза на квантовите точки“.

Нобеловата награда за химия за 2023 г. награждава откриването и разработването на квантови точки, наночастици, толкова малки, че техният размер определя свойствата им. Тези най-малки компоненти на нанотехнологиите сега разпространяват светлината си от телевизори и LED лампи и могат също да ръководят хирурзите, когато премахват туморна тъкан, наред с много други неща.

Илюстрации: © Johan Jarnestad/The Royal Swedish Academy of Sciences

Всеки, който изучава химия, научава, че свойствата на даден елемент се управляват от това колко електрони има. Въпреки това, когато материята се свие до нано-размери, възникват квантови явления; те се управляват от размера на материята.

Лауреатите на Нобелова награда за химия за 2023 г. успяха да създадат толкова малки частици, че техните свойства се определят от квантови явления. Частиците, които се наричат квантови точки, сега са от голямо значение в нанотехнологиите.
„Квантовите точки имат много очарователни и необичайни свойства. Важното е, че те имат различни цветове в зависимост от размера си“, казва Йохан Аквист, председател на Нобеловия комитет по химия.

Физиците отдавна знаят, че на теория зависещи от размера квантови ефекти могат да възникнат в наночастиците, но по това време е почти невъзможно да се изваят в наноразмери. Следователно малко хора вярват, че това знание ще бъде използвано на практика.

Но в началото на 80-те години Алексей Екимов успява да създаде зависещи от размера квантови ефекти в цветното стъкло. Цветът идва от наночастици меден хлорид и Екимов демонстрира, че размерът на частиците влияе върху цвета на стъклото чрез квантови ефекти.

Няколко години по-късно Луис Брус е първият учен в света, който доказва зависими от размера квантови ефекти в частици, плаващи свободно в течност.
През 1993 г. Мунги Бавенди революционизира химическото производство на квантови точки, което води до почти перфектни частици. Това високо качество е необходимо, за да бъдат използвани в приложения.

Квантовите точки вече осветяват компютърни монитори и телевизионни екрани, базирани на QLED технология. Те също така добавят нюанс към светлината на някои LED лампи, а биохимиците и лекарите ги използват за картографиране на биологична тъкан.
Следователно квантовите точки носят огромна полза за човечеството. Изследователите вярват, че в бъдеще те биха могли да допринесат за гъвкава електроника, малки сензори, по-тънки слънчеви клетки и криптирана квантова комуникация – така че едва започваме да изследваме потенциала на тези малки частици.