Нобелівську премію з хімії 2023 року присудили за відкриття та розробку квантових точок, настільки дрібних наночастинок, що їх розмір визначає їхні властивості. Ці найменші компоненти нанотехнологій тепер поширюють світло від телевізорів і світлодіодних ламп, а також можуть допомагати хірургам при видаленні пухлинних тканин.
Кожен, хто вивчає хімію знає, що властивості елемента визначаються кількістю його електронів. Однак, коли матерія стискається до нанорозмірів, виникають квантові явища; вони регулюються розміром матерії. Лауреатам Нобелівської премії з хімії 2023 року вдалося створити настільки малі частинки, що їхні властивості визначаються квантовими явищами. Частинки, які називаються квантовими точками, зараз мають велике значення в нанотехнологіях.
«Квантові точки мають багато захоплюючих і незвичайних властивостей. Важливо те, що вони мають різний колір в залежності від свого розміру», – каже Йохан Аквіст, голова Нобелівського комітету з хімії.
Фізики давно знали, що в теорії залежні від розміру квантові ефекти можуть виникати в наночастинках, але в той час було майже неможливо це виконати. Тому мало хто вірив, що ці знання знайдуть практичне застосування.
Однак на початку 1980-х років О. Єкімову вдалося створити залежні від розміру квантові ефекти в кольоровому склі. Колір походить від наночастинок хлориду міді, і лауреат продемонстрував, що розмір частинок впливає на колір скла через квантові ефекти.
Кілька років потому Луї Брус був першим ученим у світі, який довів квантові ефекти, що залежать від розміру, у частинках, що вільно плавають у рідині.
У 1993 році Мунгі Бавенді здійснив революцію в хімічному виробництві квантових точок, у результаті чого отримали майже ідеальні частинки. Така висока якість була необхідна для їх використання.
Тепер квантові точки освітлюють комп’ютерні монітори та екрани телевізорів на основі технології QLED. Вони також додають нюанси світлу деяких світлодіодних ламп, а біохіміки та лікарі використовують їх для картографування біологічних тканин.
Таким чином, квантові точки приносять найбільшу користь людству. Дослідники вважають, що в майбутньому вони зможуть сприяти створенню гнучкої електроніки, крихітних датчиків, більш тонких сонячних елементів і зашифрованого квантового зв’язку, тому вчені почали досліджувати потенціал цих крихітних частинок.
Першоджерела:
https://www.compoundchem.com/2023/10/04/2023nobelchemistry/
https://www.nobelprize.org/prizes/chemistry/2023/press-release/