Το Νόμπελ Xημείας 2023 απονεμήθηκε στους: Moungi G. Bawendi (MIT, ΗΠΑ), Louis E. Brus (Columbia, ΗΠΑ), Alexei I. Ekimov (Nanocrystals Technology Inc., ΗΠΑ) «για την ανακάλυψη και τη σύνθεση κβαντικών κουκκίδων»
Φύτεψαν έναν σημαντικό σπόρο στη νανοτεχνολογία
Το Νόμπελ Χημείας 2023 επιβραβεύει την ανακάλυψη και την ανάπτυξη των κβαντικών κουκκίδων, που ονομάζονται επίσης νανοκρύσταλλοι. Πρόκειται για μικρούς κρυστάλλους διάφορων υλικών με διαστάσεις μερικά νανόμετρα (1 νανόμετρο = 1 δισεκατομμυριοστό του μέτρου). Το ξεχωριστό ενδιαφέρον για τους νανοκρυστάλλους πηγάζει από το γεγονός ότι οι ιδιότητές τους δεν καθορίζονται μόνο από το είδος του υλικού από το οποίο είναι κατασκευασμένοι αλλά και από το μέγεθος του νανοκρυστάλλου.
Αυτά τα ελάχιστα στοιχεία της νανοτεχνολογίας διαχέουν τώρα το φως τους από τηλεοράσεις και λαμπτήρες LED και μπορούν μεταξύ πολλών άλλων, να καθοδηγήσουν τους χειρουργούς όταν αφαιρούν ανεπιθύμητους όγκους.
Οι ερευνητές ως επί το πλείστον χρησιμοποίησαν τις κβαντικές κουκκίδες για να δημιουργήσουν έγχρωμο φως. Πιστεύουν ότι στο μέλλον οι κβαντικές κουκκίδες μπορούν να συμβάλουν στην κατασκευή εύκαμπτων ηλεκτρονικών, μικροσκοπικών αισθητήρων, λεπτότερων ηλιακών κυττάρων και ίσως στην κρυπτογράφηση της κβαντικής επικοινωνίας.
Οι ιδιότητες ενός στοιχείου εξαρτώνται από το πόσα ηλεκτρόνια διαθέτει. Όμως, όταν η ύλη συρρικνώνεται σε νανοδιαστάσεις εμφανίζονται κβαντικά φαινόμενα. Οι βραβευμένοι με Νόμπελ Χημείας 2023 κατάφεραν να παράξουν σωματίδια τόσο μικρά που οι ιδιότητές τους καθορίζονται από τα κβαντικά φαινόμενα. Τα σωματίδια, που ονομάζονται κβαντικές κουκκίδες, αποκτούν πλέον τεράστια σημασία στη νανοτεχνολογία.
«Οι κβαντικές κουκκίδες διαθέτουν συναρπαστικές και ασυνήθιστες ιδιότητες. Είναι σημαντικό ότι έχουν διαφορετικά χρώματα ανάλογα με το μέγεθός τους», λέει ο Johan Åqvist, πρόεδρος της Επιτροπής Νόμπελ για τη Χημεία.
Οι φυσικοί γνώριζαν εδώ και καιρό ότι θεωρητικά τα κβαντικά φαινόμενα μπορούσαν να εμφανιστούν σε νανοσωματίδια, αλλά στο παρελθόν ήταν σχεδόν αδύνατο να τα δημιουργήσουν. Επομένως, λίγοι άνθρωποι πίστευαν ότι αυτή η γνώση θα αξιοποιηθεί στην πράξη.
Όμως, στις αρχές της δεκαετίας του 1980, ο Alexei Ekimov κατάφερε να δημιουργήσει κβαντικά φαινόμενα που εξαρτώνται από το μέγεθος σε έγχρωμο γυαλί. Το χρώμα προήλθε από νανοσωματίδια χλωριούχου χαλκού και ο Ekimov έδειξε ότι το μέγεθος των σωματιδίων επηρέαζε κβαντομηχανικά το χρώμα του γυαλιού.
Λίγα χρόνια αργότερα, ο Louis Brus ήταν ο πρώτος επιστήμονας στον κόσμο που απέδειξε τα κβαντικά φαινόμενα σε νανοσωματίδια που επιπλέουν ελεύθερα σε ένα ρευστό. Το 1993, ο Moungi Bawendi έφερε επανάσταση στη χημική παραγωγή κβαντικών κουκκίδων, παίρνοντας σχεδόν τέλεια σωματίδια. Αυτή η υψηλή ποιότητα ήταν απαραίτητη για να χρησιμοποιηθούν σε εφαρμογές.
Οι κβαντικές κουκκίδες φωτίζουν πλέον οθόνες υπολογιστών και οθόνες τηλεόρασης που βασίζονται στην τεχνολογία QLED. Προσθέτουν επίσης απόχρωση στο φως ορισμένων λαμπτήρων LED, και βιοχημικοί και γιατροί τις χρησιμοποιούν για να χαρτογραφήσουν βιολογικούς ιστούς.
Οι ερευνητές πιστεύουν ότι στο μέλλον οι κβαντικές κουκκίδες θα μπορούσαν να συνεισφέρουν στα...
εύκαμπτα ηλεκτρονικά, μικροσκοπικούς αισθητήρες, λεπτότερα ηλιακά κύτταρα και κρυπτογραφημένη κβαντική επικοινωνία – καθώς μόλις τώρα ξεκινήσαμε να εξερευνούμε τις δυνατότητες αυτών των μικροσκοπικών σωματιδίων.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου