Nobelova cena za chemii je jednou z pěti Nobelových cen. Uděluje se od roku 1901. Seznam všech držitelů zde.

Švédská královská akademie věd udělila Nobelovu cenu za chemii pro rok 2023 trojlístku:

Moungi G. Bawendi

Massachusetts Institute of Technology (MIT),

Cambridge, MA, USA

Louis E. Brus

Columbia University, New York, NY, USA

Alexej I. Ekimov

Nanocrystals Technology Inc., New York,

NY, USA

"za objev a syntézu kvantových teček"

Nobelova cena za chemii pro rok 2023 odměňuje objev a vývoj kvantových teček, nanočástic, které jsou tak malé, že jejich velikost určuje jejich vlastnosti. Nyní tyto nejmenší nanotechnologické komponenty šíří světlo z televizorů nebo LED žárovek a mohou také navádět chirurgy, když odstraňují nádorovou tkáň, a mnoho dalších věcí. Každý, kdo studuje chemii, se učí, že vlastnosti prvku závisí od počtu elektronů, které má jeho atom.
Když se však hmota scvrkne do nanorozměrů, vznikají kvantové jevy, jež se řídí podle velikostí dané hmoty. Nositelům Nobelovy ceny za chemii 2023 se podařilo vyrobit částice tak malé, že jejich vlastnosti jsou určovány kvantovými jevy. Tato kvantové tečky nyní hrají významnou roli v nanotechnologiích.

Moungi G. Bawendi, profesor chemie na MIT. Bawendiho laboratoř se zaměřuje na vědu a aplikace nanokrystalů, zejména polovodičových nanokrystalů (tzv. kvantových teček). Kredit: Department of Chemistry, MIT

Louis E. Brus, profesor chemie na Kolumbijské univerzitě, uznávaný expert v oboru experimentální fyzikální chemie a nanotechnologie. Kredit: Department Of Chemistry Columbia University

Alexej Ivanovič Ekimov, doktor fyzikálních a matematických věd, objevitel nanokrystalických polovodičových kvantových teček. Kredit: nexdot - Laboratoř fyziky a materiálových studií.

"Kvantové tečky se vyznačují mnohými fascinujícími a neobvyklými vlastnostmi. Důležité je, že mají různé barvy v závislosti na své velikosti," říká Johan Åqvist, předseda Nobelova výboru pro chemii. Fyzikové již dávněji věděli, že teoreticky mohou v nanočásticích vznikat kvantové efekty závislé na velikosti, ale v té době bylo téměř nemožné je v nanorozměrech sformovat. Proto málokdo věřil, že se tyto poznatky podaří prakticky využít. Na počátku 80. let se však Alexeji Ekimovovi podařilo v barevném skle vytvořit kvantové efekty závislé na velikosti nonokrystalků. Barva pocházela z nanočástic chloridu měďnatého a Ekimov prokázal, že jejich rozměr ovlivňuje barvu skla prostřednictvím kvantových efektů.

O několik let později Louis Brus jako první vědec na světě prokázal existenci kvantových efektů závislých na velikosti částic volně se pohybujících v tekutině. V roce 1993 Moungi Bawendi přispěl k převratnému zdokonalení chemické výroby kvantových teček, jejímž výsledkem byly téměř dokonalé částice. Tato vysoká kvalita je nezbytná pro jejich využití v různých aplikacích. Kvantové tečky nyní osvětlují počítačové monitory a televizní obrazovky založené na technologii QLED. Dodávají také odstíny světlu speciálních LED lamp, které biochemici a lékaři používají k mapování biologických tkání. Vědci se domnívají, že kvantové tečky by v budoucnu mohly přispět k fexibilní elektronice, miniaturním senzorům, tenčím solárním článkům a šifrované kvantové komunikaci – jsme tedy jen na počátku odhalování potenciálu těchto drobných, jen 2 až 8 nanometrových částic.

Kvantová tečka je krystal , který se často skládá jen z několika tisíc atomů. Z hlediska velikosti má poměr k fotbalovému míči jako ten k velikosti Země.

Kredit: Johan Jarnestad. The Royal Swedish Academy of Sciences

Počátky syntézy kvantových teček: