Νόμπελ Χημείας για την ανακάλυψη κβαντικών κουκκίδων σε τρεις επιστήμονες

Δύο Αμερικανοί επιστήμονες και ένας Ρώσος τιμήθηκαν με το Νόμπελ Χημείας 2023 για την ανακάλυψη και τη σύνθεση κβαντικών κουκκίδων, που συνέβαλαν στην επανάσταση στη νανοτεχνολογία.

Το βραβείο μοιράζεται εξίσου μεταξύ των Moungi Bawendi, Louis Brus και Alexey Ekimov για ανακαλύψεις σχετικά με τις μοναδικές ιδιότητες των νανο-υλικών και τον τρόπο κατασκευής τους, που άνοιξαν το δρόμο για ευρείες εφαρμογές στα ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, τη βιοχημεία και την ιατρική.

Ο Bawendi είναι ένας Αμερικανός χημικός γαλλικής και τυνησιακής καταγωγής, με έδρα το MIT, ο Brus στο Πανεπιστήμιο Columbia και ο Ekimov είναι επικεφαλής επιστήμονας στην Nanocrystals Technology, μια εταιρεία με έδρα τη Νέα Υόρκη.

Η επίσημη ανακοίνωση ήρθε μετά τη διαρροή των τριών ονομάτων σε email σε σουηδική εφημερίδα νωρίτερα το πρωί της Τετάρτης, σε ένα ντροπιαστικό περιστατικό για την ακαδημία. Ο Johan Åqvist, πρόεδρος της επιτροπής Νόμπελ της ακαδημίας για τη χημεία, είπε ότι τη στιγμή του ακούσιου μηνύματος ηλεκτρονικού ταχυδρομείου, η ακαδημία δεν είχε λάβει ακόμη απόφαση για τους νικητές και, όταν ρωτήθηκε, δεν απέκλεισε την άβολη πιθανότητα άλλοι επιστήμονες ήταν υπό εξέταση εκείνη την εποχή.

«Υπήρξε ένα δελτίο τύπου για άγνωστους ακόμη λόγους», είπε. «Λυπούμαστε βαθιά που συνέβη αυτό. Το σημαντικό είναι ότι δεν επηρέασε με κανέναν τρόπο τους αποδέκτες».

Ο Åqvist είπε ότι η απόφαση για τους νικητές ελήφθη μόνο στην πρωινή συνεδρίαση της ακαδημίας, η οποία «δεν είναι απλώς μια τυπική διαδικασία». «Δεν λαμβάνεται απόφαση μέχρι να συνεδριάσει ολόκληρη η ακαδημία», είπε. Η ακριβής διαδικασία λήψης αποφάσεων είναι εμπιστευτική και, σύμφωνα με την πρακτική του Νόμπελ, θα δημοσιοποιηθεί μόνο σε 50 χρόνια από τώρα.

Οι ίδιοι οι βραβευθέντες αγνοούσαν το δράμα, ωστόσο, με τον Bawendi να λέει ότι είχε ξυπνήσει από την ακαδημία. «Είμαι πολύ έκπληκτος, σοκαρισμένος, νυσταγμένος και πολύ τιμή», είπε. «Είναι ένας τομέας με πολλούς ανθρώπους που έχουν συνεισφέρει σε αυτό από την αρχή», πρόσθεσε. «Οπότε δεν πίστευα ότι θα έπαιρνα αυτό το βραβείο. Δουλεύουμε όλοι μαζί».

Ο Ekimov επικοινωνήθηκε τηλεφωνικά, ενώ βρισκόταν σε ένα ταξίδι στο Μεξικό, αλλά ο Brus δεν είχε φτάσει μέχρι την επίσημη ανακοίνωση.

Οι κβαντικές κουκκίδες είναι νανοσωματίδια τόσο μικροσκοπικά που το μέγεθός τους καθορίζει τις ιδιότητές τους. Χρησιμοποιούνται ευρέως σε οθόνες τηλεόρασης, λαμπτήρες LED και για να καθοδηγούν χειρουργούς στην αφαίρεση ιστού όγκου.

Στη χημεία, οι ιδιότητες ενός υλικού διέπονται συνήθως από τη χημική του σύνθεση. Αλλά όταν το υλικό έρχεται σε νανοδιαστάσεις –όπως συμβαίνει με τις κβαντικές κουκκίδες– το μέγεθός του επηρεάζει το χρώμα του και άλλες ιδιότητές του.

Αυτό ήταν γνωστό θεωρητικά, αλλά ο Ekimov έκανε μια κρίσιμη πειραματική επίδειξη ενώ μελετούσε το έγχρωμο γυαλί. Παρατήρησε ότι όταν το γυαλί βάφτηκε με χλωριούχο χαλκό, το χρώμα του ποικίλλει ανάλογα με το πόσο καιρό και πόσο ζεστό θερμαινόταν. Η απεικόνιση με ακτίνες Χ αποκάλυψε ότι αυτό συνέβη επειδή η διαδικασία κατασκευής επηρέασε το μέγεθος των μικροσκοπικών κρυστάλλων χλωριούχου χαλκού που είχαν σχηματιστεί μέσα στο γυαλί. Δημοσίευσε την ανακάλυψη το 1981 σε ένα σοβιετικό επιστημονικό περιοδικό, αλλά η έρευνά του δεν ήταν ευρέως γνωστή στους επιστήμονες στην άλλη πλευρά του σιδηρούν παραπετάσματος.

Λίγα χρόνια αργότερα, ο Louis Brus εργαζόταν στα Bell Laboratories στις ΗΠΑ, εξετάζοντας τη χρήση ηλιακής ενέργειας για να οδηγήσει σε χημικές αντιδράσεις μικροσκοπικών σωματιδίων θειούχου καδμίου που επιπλέουν στο διάλυμα. Παρατήρησε ότι οι οπτικές ιδιότητες των σωματιδίων άλλαξαν αφού τα άφησε στον πάγκο του εργαστηρίου για λίγο και μάντεψε ότι ήταν επειδή τα σωματίδια είχαν μεγαλώσει. Συνειδητοποίησε επίσης ότι αυτό οφειλόταν σε ένα κβαντικό φαινόμενο που εξαρτάται από το μέγεθος.

Το 1993, ο Moungi Bawendi έφερε επανάσταση στις μεθόδους για τη χημική παραγωγή κβαντικών κουκκίδων, με αποτέλεσμα σχεδόν τέλεια σωματίδια των οποίων το μέγεθος μπορούσε να ελεγχθεί. Αυτή η υψηλής ποιότητας μέθοδος παραγωγής άνοιξε το δρόμο για την ευρύτερη εμπορική και ιατρική εφαρμογή τους.

Σε μια ενημέρωση τύπου, η επιτροπή ρωτήθηκε για την επιλογή να επιβραβεύσει έναν Ρώσο επιστήμονα, δεδομένης της εισβολής της Ρωσίας στην Ουκρανία. «Όταν πρόκειται για την επιλογή του βραβείου, απλώς ακολουθούμε τη διαδικασία εντοπισμού των πιο σημαντικών ανακαλύψεων και εντοπισμού των πιο σημαντικών συντελεστών σε αυτές τις ανακαλύψεις. Η εθνικότητα δεν έχει σημασία εδώ. Αυτό είναι σύμφωνο με τη θέληση του Άλφρεντ Νόμπελ».

Ο καθηγητής Gill Reid, πρόεδρος της Royal Society of Chemistry, δήλωσε: «Η αναγνώριση αυτής της εργασίας για τις κβαντικές κουκκίδες είναι πραγματικά συναρπαστική και δείχνει πώς η χημεία μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την επίλυση μιας σειράς προκλήσεων. Αυτά τα αξιοσημείωτα νανοσωματίδια έχουν τεράστιες δυνατότητες να δημιουργήσουν μικρότερες, ταχύτερες, πιο έξυπνες συσκευές, αυξάνοντας την απόδοση των ηλιακών συλλεκτών και τη λαμπρότητα της οθόνης της τηλεόρασής σας».

«Η μεγάλη επιστήμη επωφελείται από διαφορετικές απόψεις ως μέρος μιας συλλογικής προσπάθειας, και το φετινό βραβείο είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα αυτού – άνθρωποι που εργάζονται σε διαφορετικά εργαστήρια, σε διαφορετικές χώρες, προσεγγίζοντας ένα πρόβλημα από διαφορετικές οπτικές γωνίες», πρόσθεσε.

«Δεν εργαζόμαστε μεμονωμένα στη χημεία – η ομαδική εργασία είναι και μια θεμελιωδώς σημαντική πτυχή του τρόπου με τον οποίο γίνεται στην πραγματικότητα η επιστήμη και μια από τις πιο διασκεδαστικές!»

πηγή: https://www.theguardian.com