Шведская королевская академия наук присудила в этом году Нобелевскую премию по химии за фундаментальные открытия в области нанотехнологий. Премия была вручена тунисцу Мунги Бавенди, американке Луизе Брус и россиянину Алексею Екимову за разработку технологии создания так называемых квантовых точек, то есть наночастиц настолько малых размеров, что их размер определяет их свойства.
О том, что такие материалы могут существовать, говорили еще с 1930-х годов, а созданы они были несколько десятков лет спустя. В настоящее время они используются, в том числе, в электронике и медицине. Их свет можно увидеть, например, на экранах телевизоров и светодиодных лампах, а во время онкологических операций они указывают хирургам опухолевую ткань.
На уроках химии в школе мы узнали, что свойства данного элемента определяются количеством электронов в его атомах. Однако когда размер данного материала уменьшается до наномасштаба, квантовые эффекты становятся все более важными.
Нобелевская премия этого года досталась исследователям, которым удалось создать настолько маленькие частицы, что эти квантовые эффекты начали ясно проявляться. Выяснилось, что молекулы, изготовленные из одного и того же материала и с одинаковой структурой, но различающиеся числом атомов, могут излучать свет разного цвета. Такие частицы сейчас имеют большое значение в нанотехнологиях.
Физики давно подозревали, что с наночастицами могут возникнуть квантовые эффекты, зависящие от размера. Однако практических возможностей для проведения такого рода экспериментов долгое время не было, казалось даже невозможным наблюдать их экспериментально.
Однако в 1980-е годы Алексей Екимов первым наблюдал такие размерно-зависимые эффекты в цветном стекле. Источником цвета служили наночастицы хлорида меди. В зависимости от их размера стекла имели разный цвет. Несколько лет спустя Луи Брус первым подтвердил этот эффект на наночастицах, свободно взвешенных в жидкости. В 1993 году Мунги Бавенди совершил революцию в производстве квантовых точек, сделав возможным их практическое использование.
В настоящее время квантовые точки являются источником изображения в телевизорах и компьютерных экранах на основе технологии QLED, а также используются в светодиодном освещении. Для биохимиков и врачей квантовые точки – это инструмент, например, для выявления раковых клеток. Благодаря им хирург может проводить более точные онкологические процедуры.
Ожидается, что в будущем их будут использовать для производства гибкой электроники, миниатюрных датчиков, более тонких фотоэлектрических элементов или инструментов для зашифрованной квантовой связи. Кажется, мы только начинаем исследовать их возможности.
О том, что такие материалы могут существовать, говорили еще с 1930-х годов, а созданы они были несколько десятков лет спустя. В настоящее время они используются, в том числе, в электронике и медицине. Их свет можно увидеть, например, на экранах телевизоров и светодиодных лампах, а во время онкологических операций они указывают хирургам опухолевую ткань.
На уроках химии в школе мы узнали, что свойства данного элемента определяются количеством электронов в его атомах. Однако когда размер данного материала уменьшается до наномасштаба, квантовые эффекты становятся все более важными.
Нобелевская премия этого года досталась исследователям, которым удалось создать настолько маленькие частицы, что эти квантовые эффекты начали ясно проявляться. Выяснилось, что молекулы, изготовленные из одного и того же материала и с одинаковой структурой, но различающиеся числом атомов, могут излучать свет разного цвета. Такие частицы сейчас имеют большое значение в нанотехнологиях.
История и сущность открытия
Физики давно подозревали, что с наночастицами могут возникнуть квантовые эффекты, зависящие от размера. Однако практических возможностей для проведения такого рода экспериментов долгое время не было, казалось даже невозможным наблюдать их экспериментально.
Однако в 1980-е годы Алексей Екимов первым наблюдал такие размерно-зависимые эффекты в цветном стекле. Источником цвета служили наночастицы хлорида меди. В зависимости от их размера стекла имели разный цвет. Несколько лет спустя Луи Брус первым подтвердил этот эффект на наночастицах, свободно взвешенных в жидкости. В 1993 году Мунги Бавенди совершил революцию в производстве квантовых точек, сделав возможным их практическое использование.
В настоящее время квантовые точки являются источником изображения в телевизорах и компьютерных экранах на основе технологии QLED, а также используются в светодиодном освещении. Для биохимиков и врачей квантовые точки – это инструмент, например, для выявления раковых клеток. Благодаря им хирург может проводить более точные онкологические процедуры.
Ожидается, что в будущем их будут использовать для производства гибкой электроники, миниатюрных датчиков, более тонких фотоэлектрических элементов или инструментов для зашифрованной квантовой связи. Кажется, мы только начинаем исследовать их возможности.
Поделитесь в соцсетях:
