Kvanteprikker:de små regnbuekrystaller bag kemi Nobel

Hvem opdagede hvad?

I begyndelsen af ​​1980'erne smeltede den russisk-fødte fysiker Alexei Ekimov - en af ​​onsdagens nye prismodtagere - farvet glas og røntgenfotograferede resultaterne.

Han bemærkede, at de mindre partikler var mere blå, og han erkendte også, at dette var en kvanteeffekt.

Men da materialet var glas, var det ikke nemt at manipulere – og at blive offentliggjort i et sovjetisk videnskabeligt tidsskrift betød, at få lagde mærke til.

På nogenlunde samme tidspunkt i USA blev en anden ny prisvinder Louis Brus – uvidende om Ekimovs arbejde – den første til at opdage denne farverige kvanteeffekt i en flydende opløsning.

"I lang tid var der ingen, der troede, at man nogensinde kunne lave så små partikler, men alligevel lykkedes det for årets prisvindere," sagde Nobelkomiteens medlem Johan Aqvist.

"Men for at kvanteprikker skulle blive virkelig nyttige, var du nødt til at være i stand til at lave dem i opløsning med udsøgt kontrol over deres størrelse og overflade."

Den tredje nye nobelvinder, franskfødte Moungi Bawendi, fandt en måde at gøre netop dette på i sit laboratorium på Massachusetts Institute of Technology i 1993.

Ved præcist at kontrollere temperaturen på en flydende blanding af partikler kaldet kolloid, var Bawendi i stand til at dyrke nanokrystaller til den nøjagtige størrelse, han ønskede, hvilket banede vejen for masseproduktion.

Hvad bruges de til?

Den mest almindelige daglige brug af kvanteprikker er sandsynligvis i "QLED" fjernsyn.

Cyril Aymonier, leder af Frankrigs institut for kemi af kondenseret stof, sagde til AFP, at nanokrystallerne "forbedrer skærmens opløsning og bevarer kvaliteten af ​​farven i længere tid".

Læger bruger også deres klare fluorescens til at fremhæve organer eller tumorer i patienters kroppe.

Frenette sagde, at hun arbejder på diagnostiske tests, som ville bruge prikkerne som "små pejlemærker" for sygdomme i medicinske prøver.

Et problem er, at de fleste kvanteprikker er lavet ved hjælp af cadmium, et giftigt tungmetal.

Både Aymonier og Frenette sagde, at de arbejder på kvanteprikker, der ikke er giftige.

Fremtidig brug?

I fremtiden kan kvanteprikker have potentialet til at fordoble effektiviteten af ​​solceller, sagde Giordan.

Deres mærkelige kvantekræfter kunne producere dobbelt så mange elektroner som eksisterende teknologi, forklarede hun.

"Det er fantastisk, for vi kommer tættere på grænsen for nuværende solmaterialer," tilføjede hun.

Tidligere brug?

Mens kvanteprikker anses for at være på forkant med videnskaben, har folk sandsynligvis brugt dem i århundreder uden at vide det.

De røde og gule i farvede glasvinduer så langt tilbage som i det 10. århundrede viser, at tidens kunstnere uforvarende udnyttede teknikker, der resulterede i kvanteprikker, ifølge videnskabsmænd.

© 2023 AFP