تم التعرف على النقاط الكمومية، "الذرات الاصطناعية" الصغيرة التي أحدثت ثورة في تكنولوجيا النانو، مع جائزة نوبلالكيمياء 2023.
تم تكريم مونجي باوندي ولويس بروس وأليكسي إكيموف من قبل الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم لعملهم الرائد في إنشاء وتطبيق هذه الهياكل الاصطناعية.
شاهد المزيد
6 لفتات يومية بسيطة يمكنها أن تغير يوم شخص ما -...
5 سلالات من الكلاب لا يمكنها الذهاب إلى حمامات السباحة أبدًا...
النقاط الكمومية هي جسيمات نانوية تم إنشاؤها من مواد شبه موصلة، والمعروفة أيضًا باسم البلورات النانوية. وما يجعلها ملحوظة هو حجمها الصغير للغاية، الذي لا يتجاوز بضعة أجزاء من المليون من المليمتر.
وهذا التخفيض يجعلها تعمل وفقًا للمبادئ الكمومية، مما يؤدي إلى خصائص بصرية وإلكترونية فريدة.
تتمتع هذه الجسيمات بالقدرة على نقل الإلكترونات وإصدار ضوء بألوان مختلفة عند تحفيزها بالضوء أو الكهرباء. ويتراوح هذا التنوع اللوني من الأزرق في أصغر النقاط الكمومية إلى الأصفر والأحمر في أكبرها.
الفائزون بجائزة نوبل في الكيمياء 2023. (الصورة: نيكلاس المهيد عبر بي بي سي/ استنساخ)
قصة اكتشاف النقاط الكمومية هي رحلة مثابرة علمية. كان الفيزيائي السوفييتي أليكسي إيكيموف أول من لاحظها في البلورات في عام 1981، حيث كان يعمل مع الزجاج المصبوغ بكلوريد النحاس.
لاحظ إيكيموف أن حجم البلورات النانوية يؤثر على امتصاص الضوء، مما يدل على تأثير كمي يعتمد على الحجم.
توسع الكيميائي الأمريكي لويس بروس من جامعة كولومبيا في هذه النتائج من خلال ملاحظة ذلك وقد حدث التأثير الكمي المعتمد على الحجم أيضًا في الجسيمات التي طفت بحرية داخلها السوائل.
بلغت التطورات ذروتها في عام 1993، عندما تمكن الكيميائي الفرنسي مونجي باويندي، من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT)، من إنشاء بلورات نانوية ذات حجم محدد من خلال تقنيات حقن المواد في مذيب ساخن، مما يؤدي إلى بلورات "تقريبًا" ممتاز."
تتنوع التطبيقات العملية للنقاط الكمومية. وهي موجودة بالفعل في المنتجات التجارية، مثل الألواح الشمسيةوأنظمة الإضاءة وشاشات التلفاز المعتمدة على تقنية QLED.
علاوة على ذلك، فإن لديهم إمكانات كبيرة في مجالات مثل الإلكترونيات المرنة، وأجهزة الاستشعار الصغيرة، والخلايا الشمسية الرقيقة، والاتصالات الكمومية المشفرة.
وتسلط ماريا خوسيه رويداس لاما، الأستاذة بقسم الكيمياء الفيزيائية بجامعة غرناطة، الضوء على أن النقاط الكمومية جعل من الممكن الحصول على الصور على المستوى داخل الخلايا، والتي يمكن أن تكون أساسية لتشخيص وعلاج الأمراض، مثل سرطان.
وتؤكد جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2023 أيضًا على أهمية البحث الأساسي لتطوير التطبيقات التكنولوجية.
يسلط إميليو بالوماريس، مدير المعهد الكاتالوني للأبحاث الكيميائية (ICiQ)، الضوء على أن مثل هذه الاكتشافات تعزز فكرة أنه لا توجد تطبيقات تكنولوجية دون قاعدة بحثية متينة.
