Οι κβαντικές κουκκίδες, τα μικροσκοπικά «τεχνητά άτομα» που έφεραν επανάσταση στη νανοτεχνολογία, αναγνωρίστηκαν με βραβείο ΝόμπελΧημείας 2023.
Οι Moungi Bawendi, Louis Brus και Alexei Ekimov τιμήθηκαν από τη Βασιλική Σουηδική Ακαδημία Επιστημών για το πρωτοποριακό τους έργο στη δημιουργία και εφαρμογή αυτών των τεχνητών δομών.
δείτε περισσότερα
6 ΑΠΛΕΣ καθημερινές χειρονομίες που μπορούν να μεταμορφώσουν τη μέρα κάποιου –…
5 ράτσες σκύλων που δεν μπορούν ΠΟΤΕ να μπουν σε πισίνες, σύμφωνα με…
Οι κβαντικές κουκκίδες είναι νανοσωματίδια που δημιουργούνται από ημιαγωγικά υλικά, γνωστά και ως νανοκρύσταλλοι. Αυτό που τα κάνει αξιοσημείωτα είναι το εξαιρετικά μικρό τους μέγεθος, που μετρά μόλις μερικά εκατομμυριοστά του χιλιοστού.
Αυτή η μείωση κλίμακας τα κάνει να λειτουργούν σύμφωνα με τις κβαντικές αρχές, με αποτέλεσμα μοναδικές οπτικές και ηλεκτρονικές ιδιότητες.
Τέτοια σωματίδια έχουν την ικανότητα να μεταφέρουν ηλεκτρόνια και να εκπέμπουν φως διαφόρων χρωμάτων όταν διεγείρονται από φως ή ηλεκτρισμό. Αυτή η χρωματική παραλλαγή κυμαίνεται από μπλε στις μικρότερες κβαντικές κουκκίδες έως κίτρινο και κόκκινο στη μεγαλύτερη.
Νικητές του Νόμπελ Χημείας 2023. (Εικόνα: Niklas Elmehed μέσω BBC/Reproduction)
Η ιστορία της ανακάλυψης των κβαντικών κουκκίδων είναι ένα ταξίδι επιστημονικής επιμονής. Ο Σοβιετικός φυσικός Alexei Ekimov ήταν ο πρώτος που τα παρατήρησε σε κρυστάλλους το 1981, δουλεύοντας με γυαλί βαμμένο με χλωριούχο χαλκό.
Ο Ekimov παρατήρησε ότι το μέγεθος των νανοκρυστάλλων επηρέασε την απορρόφηση του φωτός, αποδεικνύοντας έτσι ένα κβαντικό φαινόμενο που εξαρτάται από το μέγεθος.
Ο Αμερικανός χημικός Λούις Μπρους του Πανεπιστημίου της Κολούμπια επέκτεινε αυτά τα ευρήματα παρατηρώντας ότι Το εξαρτώμενο από το μέγεθος κβαντικό φαινόμενο εμφανίστηκε επίσης σε σωματίδια που επέπλεαν ελεύθερα μέσα υγρά.
Η πρόοδος κορυφώθηκε το 1993, όταν ο Γάλλος χημικός Moungi Bawendi, από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης (MIT), κατάφερε να δημιουργήσει νανοκρύσταλλοι συγκεκριμένου μεγέθους μέσω τεχνικών έγχυσης ουσιών σε θερμαινόμενο διαλύτη, με αποτέλεσμα κρυστάλλους «σχεδόν τέλειος."
Οι πρακτικές εφαρμογές των κβαντικών κουκκίδων είναι ποικίλες. Υπάρχουν ήδη σε εμπορικά προϊόντα, όπως π.χ ηλιακούς συλλέκτες, συστήματα φωτισμού και οθόνες τηλεόρασης που βασίζονται στην τεχνολογία QLED.
Επιπλέον, έχουν μεγάλες δυνατότητες σε τομείς όπως τα ευέλικτα ηλεκτρονικά, οι μικροσκοπικοί αισθητήρες, τα λεπτότερα ηλιακά κύτταρα και η κρυπτογραφημένη κβαντική επικοινωνία.
Η María José Ruedas Llama, καθηγήτρια στο Τμήμα Φυσικής Χημείας στο Πανεπιστήμιο της Γρανάδας, τονίζει ότι οι κβαντικές κουκκίδες καθιστούν δυνατή τη λήψη εικόνων σε ενδοκυτταρικό επίπεδο, που μπορεί να είναι θεμελιώδεις για τη διάγνωση και τη θεραπεία ασθενειών, όπως π.χ. Καρκίνος.
Το Νόμπελ Χημείας 2023 τονίζει επίσης τη σημασία της θεμελιώδης έρευνας για την ανάπτυξη τεχνολογικών εφαρμογών.
Ο Emilio Palomares, διευθυντής του Καταλανικού Ινστιτούτου Χημικών Ερευνών (ICiQ), τονίζει ότι τέτοιες ανακαλύψεις ενισχύουν την ιδέα ότι δεν υπάρχουν τεχνολογικές εφαρμογές χωρίς μια σταθερή ερευνητική βάση.
