Kvanttipisteet, pienet "keinotekoiset atomit", jotka mullistavat nanoteknologian, tunnistettiin Nobel palkintokemia 2023.
Moungi Bawendi, Louis Brus ja Alexei Ekimov saivat Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian kunnianosoituksen uraauurtavasta työstään näiden keinotekoisten rakenteiden luomisessa ja soveltamisessa.
Katso lisää
6 YKSINKERTAISTA päivittäistä elettä, jotka voivat MUUTTAA jonkun päivän –…
5 koirarotua, jotka eivät voi KOSKAAN mennä uima-altaisiin, mukaan…
Kvanttipisteet ovat puolijohdemateriaaleista luotuja nanohiukkasia, jotka tunnetaan myös nanokiteinä. Merkittäviä niistä tekee niiden äärimmäisen pieni koko, joka on vain muutama millimetrin miljoonasosa.
Tämä skaalaus saa ne toimimaan kvanttiperiaatteiden mukaisesti, mikä johtaa ainutlaatuisiin optisiin ja elektronisiin ominaisuuksiin.
Tällaisilla hiukkasilla on kyky kuljettaa elektroneja ja säteillä eriväristä valoa, kun niitä stimuloidaan valolla tai sähköllä. Tämä värivaihtelu vaihtelee pienimpien kvanttipisteiden sinisestä keltaiseen ja punaiseen suurimmassa.
Vuoden 2023 kemian Nobelin voittajat. (Kuva: Niklas Elmehed BBC/Reproduction kautta)
Tarina kvanttipisteiden löytämisestä on tieteellisen sinnikkyyden matka. Neuvostoliiton fyysikko Aleksei Ekimov havaitsi ne ensimmäisenä kiteissä vuonna 1981, kun hän työskenteli kuparikloridilla värjätyn lasin kanssa.
Ekimov huomasi, että nanokiteiden koko vaikutti valon absorptioon, mikä osoitti koosta riippuvan kvanttivaikutuksen.
Amerikkalainen kemisti Louis Brus Columbian yliopistosta laajensi näitä havaintoja tarkkailemalla sitä Koosta riippuvainen kvanttivaikutus esiintyi myös hiukkasissa, jotka kelluivat vapaasti sisään nesteitä.
Edistys huipentui vuonna 1993, kun ranskalainen kemisti Moungi Bawendi Massachusetts Institute of Technologysta (MIT) onnistui luomaan tietyn kokoisia nanokiteitä injektoimalla aineita kuumennettuun liuottimeen, mikä johtaa kiteisiin "melkein täydellinen."
Kvanttipisteiden käytännön sovellukset ovat monipuolisia. Niitä on jo kaupallisissa tuotteissa, kuten aurinkopaneelit, valaistusjärjestelmät ja televisioruudut, jotka perustuvat QLED-tekniikkaan.
Lisäksi niillä on suuri potentiaali muun muassa joustavassa elektroniikassa, pienissä antureissa, ohuemmissa aurinkokennoissa ja salatussa kvanttiviestinnässä.
Granadan yliopiston fysikaalisen kemian laitoksen professori María José Ruedas Llama korostaa, että kvanttipisteet mahdollistaa solunsisäisten kuvien saamisen, mikä voi olla olennaista sairauksien diagnosoinnissa ja hoidossa, kuten esim. syöpä.
Vuoden 2023 kemian Nobel-palkinto korostaa myös perustutkimuksen merkitystä teknologisten sovellusten kehittämisessä.
Katalonian kemiantutkimuksen instituutin (ICiQ) johtaja Emilio Palomares korostaa, että tällaiset löydöt vahvistavat ajatusta, että ilman vankkaa tutkimuspohjaa ei ole teknisiä sovelluksia.