Mindenki, aki a kémiával kapcsolatba kerül, megtanulja, hogy egy elem tulajdonságait az határozza meg, hogy hány elektronja van. Amikor azonban az anyag nanodimenzióssá zsugorodik, kvantumjelenségek lépnek fel; ezeket az anyag nagysága szabályozza. A 2023-as kémiai Nobel-díjasoknak olyan kicsi részecskéket sikerült előállítaniuk, amelyek tulajdonságait kvantumjelenségek határozzák meg. A részecskék, amelyeket kvantumpontoknak neveznek, manapság nagy jelentőségűek a nanotechnológiában.
– A kvantumpontoknak sok lenyűgöző és szokatlan tulajdonsága van. Fontos, hogy méretüktől függően különböző színűek – magyarázta a díj kihirdetésekor Johan Aqvist, a kémiai Nobel-bizottság elnöke.
A fizikusok régóta tudták, hogy elméletileg méretfüggő kvantumhatások léphetnek fel nanorészecskékben, de sokáig szinte lehetetlen volt nanodimenziós egységeket előállítani. Ezért kevesen hitték, hogy ezt a tudást a gyakorlatban is hasznosítani fogják. A problémát mutatja, hogy egy kvantumpötty mindössze néhány ezer atomból áll, és nagyjából annyival kisebb egy focilabdánál, mint amennyivel a focilabda mérete elmarad a Földtől.
Az 1980-as évek elején azonban Alekszej Ekimovnak sikerült méretfüggő kvantumhatásokat létrehoznia egy színes üvegben. Az utóbbi segítségével bizonyította, hogy a réz-klorid nanorészecskék mérete kvantumhatások révén befolyásolja az üveg színét. Louis Brus néhány évvel később folyadékban szabadon lebegő részecskékben is bizonyította ezeket a hatásokat.
Moungi Bawendi 1993-ban forradalmasította a kvantumpontok kémiai előállítását, ami biztosította, hogy szinte tökéletes nanorészecskék jöjjenek létre. Ez a kiváló minőség kellett ahhoz, hogy a részecskéket különféle alkalmazásokban használhassák.
A kvantumpontok most a QLED-technológián alapuló számítógép-monitorokat és televízióképernyőket világítják meg.
Egyes LED-lámpák fényét is ezek javítják fel, biokémikusok és orvosok pedig biológiai szövetek feltérképezésére is használják ezeket. A kvantumpontok tehát napjainkban igen hasznosak. A szakterület ismerői úgy vélik, hogy a jövőben hozzájárulhatnak apró szenzorok kifejlesztéséhez, vékonyabb napelemek előállításához és titkosított kvantumkommunikációhoz – a perspektíva lenyűgöző, miközben csak most kezdtük el feltárni az ezekben az apró részecskékben rejlő lehetőségeket.
Az idei kémiai Nobel-díjas díjas Moungi G. Bawend 1961-ben Párizsban született, a Massachusettsi Műszaki Egyetem, az MIT professzora. Az 1943-ban Clevelandben született Louis E. Brus a New York-i Columbia Egyetem professzora, míg a Szovjetunióban 1945-ben született Alekszej I. Ekimov a New York-i Nanocrystals Technology nevű vállalat munkatársa volt.
A három kutató a díjjal járó 11 millió svéd koronán egyenlő arányban osztozik. Kémiai Nobel-díjat magyar származású kutató legutóbb 2004-ben kapott. Akkor az 1937-ben Karcagon született Herskó Ferenc, azaz Avram Hersko – aki családjával 1950-ben vándorolt ki Izraelbe – a fehérjebomlás felfedezéséért érdemelte ki ezt az elismerést.
