彩色量子点纳米技术的发现者获得 2023 年诺贝尔化学奖

2023 年诺贝尔化学奖授予了 Moungi Bawendi、Louis Brus 和 Alexei Ekimov，以表彰他们发现和开发了量子点。这些纳米粒子非常小，以至于它们的尺寸决定了它们的性质。量子点可用于现代计算机、电视和 LED 灯以及许多其他应用。

[相关：图片：量子计算机中心之旅。]

巴文迪是麻省理工学院的教授，布鲁斯是哥伦比亚大学的名誉教授，而埃基莫夫则在纽约州一家名为纳米晶体技术的公司工作。

诺贝尔化学奖委员会主席约翰·阿奎斯特在新闻发布会上表示：“长期以来，没人认为可以制造出如此微小的粒子。但今年的获奖者成功了。”

纳米尺度上的尺寸至关重要

量子点是纳米技术中最小的组件之一。通常，元素的属性由其拥有的电子数量决定。当该物质缩小到纳米尺寸时，就会出现量子现象。这意味着元素的属性现在由物质的大小而不是其拥有的电子数量决定。

量子点仅由一千个原子构成。相比之下，一个量子点与一个足球的关系，就如同一个足球与地球的关系一样。

Bawendi、Brus 和 Ekimov 制造的量子点粒子非常小，其特性可以通过量子现象决定。它们是纳米技术中最小但最重要的粒子之一。

“量子点具有许多令人着迷和不寻常的特性。重要的是，它们会根据大小而呈现不同的[颜色]，”Åqvist 在一份声明中说道。

量子点中电子的运动受到严格限制。这进而影响它们吸收和释放可见光的方式，从而产生非常明亮的颜色。量子点本身是纳米粒子，会发出红光、蓝光或绿光，颜色取决于粒子的大小。较大的点会发出红光，较小的点会发出蓝光。颜色的变化取决于电子在更狭窄或更不狭窄的空间中的行为方式。

大发现，超小粒子

1937 年，物理学家提出理论，纳米粒子中可能出现尺寸相关的量子效应。然而，在纳米尺寸上雕刻几乎是不可能的，所以很少有人相信这是可能的。

20 世纪 80 年代初，埃基莫夫在彩色玻璃中创造了尺寸相关的量子效应。玻璃的颜色来自氯化铜纳米颗粒。通过这项色彩斑斓的实验，埃基莫夫证明了颗粒尺寸通过量子效应影响玻璃的颜色。

[相关：量子计算机开始变得更加有用。 ]

几年后，布鲁斯成为世界上第一位证明粒子中尺寸相关的量子效应在流体中自由漂浮的科学家。布鲁斯和埃基莫夫最初发现时实际上是独立工作的。

1993 年，Bawendi 彻底改变了量子点的化学生产方式。他的技术产生了近乎完美的粒子，这是量子点广泛应用所必需的。

量子点现已出现在计算机显示器和电视屏幕上，甚至可以帮助生物化学家和外科医生绘制组织图并切除肿瘤。

去年的化学奖还授予了三位化学家：Carolyn R. Bertozzi，以表彰她在生物正交化学方面的工作；K. Barry Sharpless 和 Morten Meldal，以表彰他们为点击化学奠定了基础。