Kvantu punkti, sīki “mākslīgie atomi”, kas radīja revolūciju nanotehnoloģijā, tika atpazīti ar Nobela prēmijaĶīmijas 2023. gads.
Moungi Bawendi, Louis Brus un Aleksejs Ekimov tika pagodināti no Zviedrijas Karaliskā Zinātņu akadēmijas par novatorisko darbu šo mākslīgo struktūru izveidē un pielietošanā.
redzēt vairāk
6 VIENKĀRŠI ikdienas žesti, kas var PĀRVĒRTĒT kāda cilvēka dienu –…
5 suņu šķirnes, kuras NEKAD nevar doties peldbaseinos, saskaņā ar…
Kvantu punkti ir nanodaļiņas, kas izveidotas no pusvadītāju materiāliem, ko sauc arī par nanokristāliem. Tas, kas padara tos ievērojamus, ir to ārkārtīgi mazais izmērs, kas ir tikai dažas milimetra miljondaļas.
Šī samazināšana liek tiem darboties saskaņā ar kvantu principiem, radot unikālas optiskās un elektroniskās īpašības.
Šādām daļiņām ir spēja transportēt elektronus un izstarot dažādu krāsu gaismu, ja tās stimulē gaisma vai elektrība. Šīs krāsu variācijas svārstās no zilas mazākajos kvantu punktos līdz dzeltenai un sarkanai lielākajos.
Nobela prēmijas ķīmijā ieguvēji 2023. gadā. (Attēls: Niklass Elmeheds, izmantojot BBC / reprodukciju)
Stāsts par kvantu punktu atklāšanu ir zinātniskas neatlaidības ceļojums. Padomju fiziķis Aleksejs Ekimovs pirmais novēroja tos kristālos 1981. gadā, strādājot ar stiklu, kas krāsots ar vara hlorīdu.
Ekimovs pamanīja, ka nanokristālu izmērs ietekmēja gaismas absorbciju, tādējādi demonstrējot no izmēra atkarīgu kvantu efektu.
Amerikāņu ķīmiķis Luiss Bruss no Kolumbijas universitātes paplašināja šos atklājumus, to novērojot No izmēra atkarīgais kvantu efekts radās arī daļiņās, kas brīvi peldēja iekšā šķidrumi.
Sasniegumi sasniedza kulmināciju 1993. gadā, kad franču ķīmiķim Moungi Bawendi no Masačūsetsas Tehnoloģiju institūta (MIT) izdevās izveidot noteikta izmēra nanokristāliem, izmantojot metodes, injicējot vielas sakarsētā šķīdinātājā, kā rezultātā kristāli “gandrīz ideāls.”
Kvantu punktu praktiskie pielietojumi ir dažādi. Tie jau ir komerciālos produktos, piemēram saules paneļi, apgaismojuma sistēmas un televīzijas ekrāni, kuru pamatā ir QLED tehnoloģija.
Turklāt tiem ir liels potenciāls tādās jomās kā elastīga elektronika, sīki sensori, plānākas saules baterijas un šifrēta kvantu komunikācija.
Granadas Universitātes Fizikālās ķīmijas katedras profesore Marija Hosē Ruedasa Lāma uzsver, ka kvantu punkti ļauj iegūt attēlus intracelulārā līmenī, kas var būt ļoti svarīgi slimību diagnosticēšanai un ārstēšanai, piemēram, vēzis.
2023. gada Nobela prēmija ķīmijā arī uzsver fundamentālo pētījumu nozīmi tehnoloģisko pielietojumu attīstībā.
Katalonijas Ķīmisko pētījumu institūta (ICiQ) direktors Emilio Palomares uzsver, ka šādi atklājumi pastiprina domu, ka nav tehnoloģisku pielietojumu bez stabilas pētniecības bāzes.