Kwantumdots, kleine ‘kunstmatige atomen’ die een revolutie teweegbrachten in de nanotechnologie, werden herkend met de Nobelprijsvan Scheikunde 2023.
Moungi Bawendi, Louis Brus en Alexei Ekimov werden door de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen geëerd voor hun baanbrekende werk bij het creëren en toepassen van deze kunstmatige structuren.
Bekijk meer
6 EENVOUDIGE dagelijkse gebaren die iemands dag kunnen TRANSFORMEREN –…
5 hondenrassen die NOOIT in zwembaden mogen, volgens…
Quantum dots zijn nanodeeltjes gemaakt van halfgeleidermaterialen, ook wel nanokristallen genoemd. Wat ze opmerkelijk maakt, is hun extreem kleine formaat, slechts een paar miljoensten van een millimeter.
Door deze schaalverkleining werken ze volgens kwantumprincipes, wat resulteert in unieke optische en elektronische eigenschappen.
Dergelijke deeltjes hebben het vermogen om elektronen te transporteren en licht van verschillende kleuren uit te zenden wanneer ze worden gestimuleerd door licht of elektriciteit. Deze kleurvariatie varieert van blauw in de kleinste kwantumdots tot geel en rood in de grootste.
Winnaars van de Nobelprijs voor de Scheikunde 2023. (Afbeelding: Niklas Elmehed via BBC/Reproductie)
Het verhaal van de ontdekking van kwantumdots is een reis van wetenschappelijk doorzettingsvermogen. De Sovjet-natuurkundige Alexei Ekimov was de eerste die ze in 1981 in kristallen observeerde, terwijl hij werkte met glas geverfd met koperchloride.
Ekimov merkte op dat de grootte van de nanokristallen de lichtabsorptie beïnvloedde, wat een grootteafhankelijk kwantumeffect aantoonde.
De Amerikaanse scheikundige Louis Brus van Columbia University breidde deze bevindingen uit door dat te observeren Het grootte-afhankelijke kwantumeffect trad ook op bij deeltjes die vrij rondzweven vloeistoffen.
De vooruitgang culmineerde in 1993, toen de Franse chemicus Moungi Bawendi, van het Massachusetts Institute of Technology (MIT), erin slaagde een nanokristallen van een specifieke grootte door middel van technieken waarbij stoffen in een verwarmd oplosmiddel worden geïnjecteerd, wat 'bijna' kristallen oplevert perfect."
De praktische toepassingen van kwantumdots zijn divers. Ze zijn al aanwezig in commerciële producten, zoals zonnepanelen, verlichtingssystemen en televisieschermen op basis van QLED-technologie.
Bovendien hebben ze een groot potentieel op gebieden als flexibele elektronica, kleine sensoren, dunnere zonnecellen en gecodeerde kwantumcommunicatie.
María José Ruedas Llama, professor aan de afdeling Fysische Chemie van de Universiteit van Granada, benadrukt dat kwantumdots maken het mogelijk om beelden op intracellulair niveau te verkrijgen, wat van fundamenteel belang kan zijn voor de diagnose en behandeling van ziekten, zoals kanker.
Ook de Nobelprijs voor de Scheikunde 2023 benadrukt het belang van fundamenteel onderzoek voor de ontwikkeling van technologische toepassingen.
Emilio Palomares, directeur van het Catalaanse Instituut voor Chemisch Onderzoek (ICiQ), benadrukt dat dergelijke ontdekkingen het idee versterken dat er geen technologische toepassingen bestaan zonder een solide onderzoeksbasis.
