Лауреатами Нобелевской премии по химии 2023 года стали Мунги Бавенди, Луи Э. Брус и Алексей Екимов за открытие и осуществление синтеза «квантовых точек». Приз составил 11 миллионов шведских крон (около одного миллиона долларов США на момент публикации), которые будут поровну поделены между тремя победителями.
Квантовые точки — это наночастицы, представляющие собой крошечный кристалл, содержащий всего несколько тысяч атомов, в котором начинают проявляться квантовые эффекты. Стандартный способ их проявления — поместить в коллоидные растворы, где они будут светиться разными цветами, что обусловлено разными размерами квантовых точек и тем, насколько плотно упакованы электроны в них. Меньшие наночастицы излучают более короткие волны света, а бóльшие — длинные, поэтому коллоидные растворы окрашиваются в цвета, начиная от синего и заканчивая красным.
Несмотря на то, что квантовые точки созданы из одного и того же материала, их свойства отличаются из-за размера. Помимо разных цветов, придаваемых коллоидным растворам, квантовые точки отличаются электро- и теплопроводностью, а также температурой плавления. Квантовые точки обладают свойствами, которые находятся между полупроводниками, используемыми в электронике, и дискретными атомами или молекулами.
Существует множество применений квантовых точек, которые можно настраивать на свое усмотрение, меняя их размеры.
Интригующие области применения включают:
- Использование в некоторых фотоэлектрических устройствах для высокоэффективного поглощения солнечной энергии;
- Использование в качестве красителей в медицине для визуализации васкуляризации опухоли (удельной плотности сосудистой сети в опухолевой ткани), что сыграет важную роль в лечении, например, рака.
Рассматривается возможность использования квантовых точек для создания инновационных светодиодов, лазеров, источников освещения, электроники с быстрой зарядкой, квантовых компьютеров, инструментов медицинской визуализации, антибиотиков и многого другого.
«Я не знаю, что нас ждет в будущем, — сказал Мунги Бавенди в ходе пресс-конференции, когда его спросили о применении квантовых точек. — Это захватывающая область исследований».
Читайте также: Нобелевская премия по физике присуждена за генерацию аттосекундных импульсов света.
