Что такое квантовые точки, за исследование которых дали Нобелевскую премию по химии
Исследователи Мунджи Бавенди из Массачусетского технологического института, Луис Брус из Колумбийского университета и Алексей Екимов из Nanocrystals Technology Inc. были удостоены Нобелевской премии по химии за 2023 год за свою работу с квантовыми точками. Попробуем разобраться, что такое квантовые точки и где они применяются.
Квантовые точки — это, по сути, крошечные неорганические частицы, которые светятся разными цветами под воздействием света. Чтобы понять насколько они малы, достаточно представить насколько мал футбольный мяч в сравнении с нашей планетой, сказал профессор Хайнер Линке, член Нобелевского комитета по химии.
Ученые создают частицы из различных материалов, включая золото, графен и кадмий. Какой цвет будут излучать точки, зависит от их размера и может контролироваться исследователями, сказал Линке в видеоролике, опубликованном Комитетом Нобелевской премии.
«Это совершенно необычно», — сказал Линке на видео.
Как правило, чтобы что-то изменило цвет, вам нужно использовать молекулу с «разными атомами в разных расстановках, которые дают вам разные цвета», — сказал Линке. «Вот в чем суть химии». Но с помощью квантовых точек исследователи могут использовать одни и те же атомы в одних и тех же расстановках и просто изменять их размер, чтобы получить разные цвета и свойства.
Где используются квантовые точки
Линке сказал, что квантовые точки теперь можно найти в повседневной жизни, внутри «самых лучших телевизионных экранов» с самыми яркими цветами.
«Пиксели состоят из красных и зеленых квантовых точек, а синий свет с обратной стороны управляет этими цветами»
Хайнер Линке
По словам Линке, квантовые точки также можно использовать в светодиодных светильниках для имитации солнечного света и создания более естественного света от ламп накаливания. По словам научного писателя Криса Вудфорда из журнала Explain That Stuff, квантовые точки также используются в биологических исследованиях.
«Крошечные точки используются подобно лампочкам для цветового кодирования определенных клеток, которые необходимо изучить»
Крис Вудфорд
По словам Вудфорда, красители, изготовленные из квантовых точек, чрезвычайно яркие и теоретически могут храниться бесконечно долго, в отличие от органических красителей, которые разлагаются с более высокой скоростью. Ученые также проверяют, можно ли использовать квантовые точки в качестве «тканеспецифических маяков» для выявления опухолей и других проблем со здоровьем, сообщает Американская ассоциация содействия развитию науки.
Идея включает в себя покрытие квантовых точек органическим материалом, чтобы сделать их совместимыми внутри организма, а затем использовать их для «картирования кровеносных сосудов и лимфатических узлов», говорится в отчете.