I punti quantici, minuscoli “atomi artificiali” che hanno rivoluzionato la nanotecnologia, sono stati riconosciuti con il premio Nobeldi Chimica 2023.
Moungi Bawendi, Louis Brus e Alexei Ekimov sono stati premiati dall'Accademia reale svedese delle scienze per il loro lavoro pionieristico nella creazione e nell'applicazione di queste strutture artificiali.
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I punti quantici sono nanoparticelle create da materiali semiconduttori, noti anche come nanocristalli. Ciò che li rende notevoli sono le loro dimensioni estremamente ridotte, che misurano solo pochi milionesimi di millimetro.
Questo ridimensionamento li fa funzionare secondo i principi quantistici, ottenendo proprietà ottiche ed elettroniche uniche.
Tali particelle hanno la capacità di trasportare elettroni ed emettere luce di vari colori quando stimolate dalla luce o dall'elettricità. Questa variazione di colore va dal blu nei punti quantici più piccoli al giallo e al rosso in quelli più grandi.
Vincitori del Premio Nobel per la Chimica 2023. (Immagine: Niklas Elmehed tramite BBC/Riproduzione)
La storia della scoperta dei punti quantici è un viaggio di perseveranza scientifica. Il fisico sovietico Alexei Ekimov fu il primo a osservarli nei cristalli nel 1981, lavorando con vetro tinto con cloruro di rame.
Ekimov ha notato che la dimensione dei nanocristalli influenzava l'assorbimento della luce, dimostrando così un effetto quantistico dipendente dalla dimensione.
Il chimico americano Louis Brus della Columbia University ha ampliato queste scoperte osservandole L'effetto quantistico dipendente dalle dimensioni si verificava anche nelle particelle che fluttuavano liberamente all'interno liquidi.
I progressi culminarono nel 1993, quando il chimico francese Moungi Bawendi, del Massachusetts Institute of Technology (MIT), riuscì a creare nanocristalli di dimensioni specifiche attraverso tecniche di iniezione di sostanze in un solvente riscaldato, ottenendo cristalli “quasi perfetto."
Le applicazioni pratiche dei punti quantici sono diverse. Sono già presenti in prodotti commerciali, come pannelli solari, sistemi di illuminazione e schermi televisivi basati sulla tecnologia QLED.
Inoltre, hanno un grande potenziale in settori quali l’elettronica flessibile, i minuscoli sensori, le celle solari più sottili e la comunicazione quantistica crittografata.
María José Ruedas Llama, professoressa presso il Dipartimento di Chimica Fisica dell'Università di Granada, sottolinea che i punti quantici consentono di ottenere immagini a livello intracellulare, che possono essere fondamentali per la diagnosi e la cura di malattie, come cancro.
Anche il Premio Nobel per la Chimica 2023 sottolinea l’importanza della ricerca fondamentale per lo sviluppo delle applicazioni tecnologiche.
Emilio Palomares, direttore dell'Istituto Catalano di Ricerca Chimica (ICiQ), sottolinea che tali scoperte rafforzano l'idea che non esistono applicazioni tecnologiche senza una solida base di ricerca.