Csak a baj van a svédekkel! Nincs magyar az idei kémiai Nobel-díjasok között

A kvantumpöttyök felfedezéséért és előállításáért Moungi Bawendi, Louis Brus és Alekszej Jekimov kapja az idei kémiai Nobel-díjat a Svéd Királyi Tudományos Akadémia szerdai stockholmi bejelentése szerint.

Az akadémia közleménye szerint a díjazottak – akik mindhárman az Egyesült Államokban dolgoznak – a nanotechnológia egy fontos magját vetették el. A kvantumpöttyök (vagy kvantumpontok) ma már megtalálhatók tévékészülékekben és LED-lámpákban, de segítik a sebészek munkáját is. A bejelentést követően telefonon kapcsolták Moungi Bawendit, a Massachusettsi Műszaki Egyetem (MIT) tudósát. A francia születésű kutató elárulta, hogy álmából ébresztették fel a hírrel, amely nagyon meglepte. Hangsúlyozta, hogy nagy megtiszteltetésnek tartja az elismerést. Ezen a tudományterületen nagyon sokan dolgoznak, ezért nem gondolta, hogy megkaphatja munkájáért a Nobel-díjat – tette hozzá.

A felfedezés jelentőségével kapcsolatban kiemelte, hogy még csak az út elején járnak, és nagy jövőt jósolt a gyakorlati alkalmazásnak. Az akadémia közleménye szerint az idei díjazottaknak sikerült olyan parányi részecskéket létrehozniuk, amelyek tulajdonságait a kvantumjelenségek határozzák meg. Ezek a kvantumpöttyök ma már a nanotechnológia fontos részei. „A kvantumpöttyöknek sok érdekes és szokatlan tulajdonságuk van. Egyik fontos tulajdonságuk, hogy méretüktől függően különböző a színük” – emelte ki Johan Aqvist, a kémiai Nobel-bizottság elnöke.

A fizikusok rég tudták, hogy elméletben a nanorészecskéknek méretfüggő kvantumhatásai lehetnek, de mivel akkoriban majdnem lehetetlen volt a nanodimenzióban részecskéket létrehozni, kevesen hittek abban, hogy ennek valaha gyakorlati alkalmazása lehet. Az 1980-as évek elején azonban Alekszej Jekimovnak sikerült méretfüggő kvantumhatásokat létrehoznia színes üvegben. A színt réz-klorid nanorészecskék adták, és Jekimovnak sikerült bizonyítania, hogy a részecskék mérete befolyásolta az üveg színét kvantumhatásokon keresztül.

Néhány évvel később Louis Brus lett az első tudós a világon, akinek sikerült a méretfüggő kvantumhatásokat bizonyítania folyadékban szabadon lebegő részecskékben. Moungi Bawendi 1993-ban forradalmasította a kvantumpöttyök kémiai előállítását, csaknem tökéletes részecskéket létrehozva. Erre szükség volt ahhoz, hogy a kvantumpöttyök a gyakorlatban is felhasználhatók legyenek.

A kvantumpöttyök ma már számítógép-monitorokat és QLED-technológián alapuló tévéképernyőket világítanak meg, megtalálhatók LED-lámpákban, de biokémikusok és orvosok is használják biológiai szövetek feltérképezéséhez. Egyelőre azonban még csak a gyakorlati alkalmazások elején jár a világ, kutatók szerint a kvantumpöttyök a jövőben hozzájárulhatnak például flexibilis elektronikai eszközök, parányi szenzorok és vékonyabb napelemek létrehozásához, de a titkosított kvantumkommunikációban is szerepük lehet.

Deák: a díjazottak kémiával törtek be a kvantumvilágba

A Nobel-díjjal elismert kutatók kémiával törtek be a kvantumvilágba – mondta Deák András, az Energiatudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet Fotonika Laboratóriumának munkatársa.

A kvantumpöttyök olyan nanoméretű, félvezető részecskék, melyek méretükből adódóan úgynevezett kvantumbezártság jelenségét mutatják. „Ez praktikusan azt jelenti, hogy ilyen kis méretekben az anyag a makroszkópikus tulajdonságaitól eltérő jellemzőkkel bír, pusztán azért, mert kis méretű” – magyarázta Deák, hozzátéve, hogy ez a félvezető kvantumpöttyöknél a legszembetűnőbben abban nyilvánul meg, hogy egy egyébként optikailag inaktív anyag kis méretben előállítva speciális optoelektronikai tulajdonságokat mutat, emiatt például intenzív fluoreszcencia jelenség lép fel. Akár néhány tized nanométeres részecskeméret változás is a kibocsátott fény színének megváltozását eredményezi. Emellett a részecskék optikai tulajdonságai az alakkal és kémiai környezettel is finoman hangolhatók – tette hozzá, kiemelve emellett, hogy besugárzás hatására a kvantumpöttyök segítségével olyan töltéshordozók is előállíthatók, amelyek egy sor optoelektronikai alkalmazásnak nyitnak utat (például napelemek, katalízis).

Néhány területen (például kijelzők) már bizonyítottak a kvantumpöttyök, de intenzív kutatás-fejlesztési munkák zajlanak energetikai, katalitikus és hidrogénfejlesztési területeken is – közölte. Különös jelentőségűek ezen területen a kvantumpöttyök, valamint egyéb nanoanyagokból (fémek, polimerek, egyéb félvezetők) létrehozott hibrid rendszerek, melyek hatékonyabb optoelektronikai eszközök kifejlesztéséhez vezethetnek. Beszámolt arról, hogy több helyen is folynak az országban ezzel kapcsolatos kutatások, a munkahelyén például támogatott kutatópályázatok foglalkoznak jelenleg is ezen kvantumpöttyök előállításával és fémes hibrid struktúráik elsősorban katalitikus célú alkalmazásaival.