Kvantne pike, drobni »umetni atomi«, ki so revolucionirali nanotehnologijo, so bili prepoznani s Nobelova nagradakemije 2023.
Moungi Bawendi, Louis Brus in Alexei Ekimov so bili odlikovani s strani Kraljeve švedske akademije znanosti za njihovo pionirsko delo pri ustvarjanju in uporabi teh umetnih struktur.
Poglej več
6 PREPROSTIH dnevnih kretenj, ki lahko nekomu PREOBRAZIJO dan –…
5 pasem psov, ki NIKOLI ne morejo iti v bazen, glede na...
Kvantne pike so nanodelci, ustvarjeni iz polprevodniških materialov, znani tudi kot nanokristali. Tisto, kar jih dela opazne, je njihova izjemno majhna velikost, ki meri le nekaj milijonink milimetra.
Zaradi tega zmanjšanja velikosti delujejo v skladu s kvantnimi načeli, kar ima za posledico edinstvene optične in elektronske lastnosti.
Takšni delci imajo sposobnost prenašanja elektronov in oddajanja svetlobe različnih barv, če jih stimulira svetloba ali elektrika. Ta barvna različica sega od modre pri najmanjših kvantnih pikah do rumene in rdeče pri največjih.
Nobelovi nagrajenci za kemijo 2023. (Slika: Niklas Elmehed prek BBC/Reprodukcija)
Zgodba o odkritju kvantnih pik je popotovanje znanstvene vztrajnosti. Sovjetski fizik Aleksej Ekimov jih je leta 1981 prvi opazil v kristalih, ko je delal s steklom, barvanim z bakrovim kloridom.
Ekimov je opazil, da je velikost nanokristalov vplivala na absorpcijo svetlobe, kar je pokazalo kvantni učinek, odvisen od velikosti.
Ameriški kemik Louis Brus z univerze Columbia je razširil te ugotovitve z opazovanjem, da Od velikosti odvisen kvantni učinek se je pojavil tudi pri delcih, ki so prosto lebdeli tekočine.
Napredek je dosegel vrhunec leta 1993, ko je francoskemu kemiku Moungiju Bawendiju z Massachusetts Institute of Technology (MIT) uspelo ustvariti nanokristalov določene velikosti s tehnikami vbrizgavanja snovi v segreto topilo, kar povzroči kristale "skoraj popoln.”
Praktične uporabe kvantnih pik so raznolike. Prisotni so že v komercialnih izdelkih, kot npr sončni kolektorji, sistemi razsvetljave in televizijski zasloni, ki temeljijo na tehnologiji QLED.
Poleg tega imajo velik potencial na področjih, kot so prilagodljiva elektronika, majhni senzorji, tanjše sončne celice in šifrirana kvantna komunikacija.
María José Ruedas Llama, profesorica na Oddelku za fizikalno kemijo na Univerzi v Granadi, poudarja, da kvantne pike omogočajo pridobivanje slik na znotrajcelični ravni, kar je lahko temeljnega pomena za diagnostiko in zdravljenje bolezni, kot je npr. rak.
Tudi Nobelova nagrada za kemijo 2023 poudarja pomen temeljnih raziskav za razvoj tehnoloških aplikacij.
Emilio Palomares, direktor Katalonskega inštituta za kemijske raziskave (ICiQ), poudarja, da takšna odkritja krepijo idejo, da brez trdne raziskovalne baze ni tehnoloških aplikacij.
