Nagroda Nobla z chemii w 2023 r. za odkrycie i syntezę kropek kwantowych
Szwedzka Akademia Nauk ogłosiła 4 października 2023 r. że Nagroda Nobla w dziedzinie chemii zostaje przyznana trójce naukowców Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus i Alexei I. Ekimov za za odkrycie i syntezę kropek kwantowych.
Dla kogo Nagroda Nobla z chemii w 2023 r.?
.Decyzją Komitetu Noblowskiego w 2023 r. nagrodę Nobla w dziedzinie chemii otrzymują Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus i Alexei I. Ekimov za – jak to opisano w uzasadnieniu – „za odkrycie i syntezę kropek kwantowych”, która była kamieniem milowym w dziedzinie nanotechnologii, wykorzystywanym m.in. w naukach medycznych.
Jak rozwinięto w naukowym uzasadnieniu kropki kwantowe są półprzewodnikami o wielkości nanometrów, których właściwości są określone przez kwantowe efekty wielkości. Są tak małe, że ich rozmiar fizyczny determinuje stany mechaniki kwantowej nośników ładunku materiału.
„Kropki kwantowe stanowią nową klasę materiałów, która nie ma charakteru molekularnego ani objętościowego. Mają tę samą strukturę i skład atomowy co materiały sypkie, ale ich właściwości można dostroić za pomocą jednego parametru – rozmiaru cząsteczki. Odkrycie kropek kwantowych i możliwość syntezy takich materiałów z dużą dokładnością, ale stosunkowo prostymi metodami chemicznymi, było ważnym krokiem w rozwoju nanonauki i nanotechnologii” – napisano w rozwinięciu.
Jak przekonuje Komitet Noblowski podstawową zasadą nanotechnologii jest to, że w skali nanometrów materiały i cząstki uzyskują nowe, zależne od rozmiaru właściwości, które można wykorzystać i kontrolować w nowatorskich zastosowaniach. Narzędzia chemiczne są niezbędnym czynnikiem umożliwiającym rozwój nanotechnologii, mającej zastosowanie w tak różnorodnych dziedzinach, jak biotechnologia, kataliza, sensoryka, diagnostyka medyczna, elektronika, fotonika i technologia kwantowa.
Chemia była najważniejszą nauką w dziele samego Alfreda Nobla. Rozwój jego wynalazków i stosowanych procesów przemysłowych opierał się właśnie na wiedzy chemicznej, dlatego też to nagroda w tej dziedzinie była drugą, o której Nobel wspominał w swoim testamencie. W 1911 r. otrzymała ją Polka – Maria Skłodowska-Curie za jej „zasługi w dziedzinie rozwoju chemii poprzez odkrycie pierwiastków radu i polonu, przez izolację radu oraz badanie natury i związków tego niezwykłego pierwiastka”.
Maria Skłodowska-Curie – laureatka Nobla z chemii w 1911 r.
.Historię tego, jak polska Noblistka Maria Skłodowska-Curie doszła do odkrycia radu opisała na łamach „Wszystko co Najważniejsze” jej córka, Ewa Curie. Zauważyła, że „praca uczonego jest zbyt skomplikowana i subtelna na to, by w jednym momencie pewność nowej wielkiej prawdy mogła przed nim zabłysnąć. Maria, stojąc znużona przed swymi aparatami, nie odczuła, być może, żadnego radosnego triumfu”. Drogą uczonej do odkrycia radu były najpierw jej badania nad promieniotwórczością uranu, w trakcie których miała intuicję, że nie jest to jedyny promieniotwórczy pierwiastek. Z właściwą sobie metodycznością bada po kolei próbki innych pierwiastków, które mogą wykazywać tę właściwość.
„I wtedy nagle – pada „wielki los” tej zdumiewającej loterii. Pewne próbki wykazują promieniowanie znacznie silniejsze, niżby im się „należało” z racji zawartej w nich ilości uranu czy toru!
– Musiałam się pomylić w obliczeniach – myśli Maria, gdyż nieufność jest zawsze pierwszym odruchem uczonego wobec zjawiska, którego sobie nie może wytłumaczyć. Powtarza więc tą samą metodą doświadczenia z tymi samymi próbkami. Cierpliwie i niewzruszenie powtarza je – drugi raz, trzeci, dziesiąty, aż wreszcie musi poddać się oczywistości: promieniowanie owych próbek jest bez porównania silniejsze od tego, jakie może spowodować ich zawartość toru i uranu.
Skądże ta nadmierna, „nienaturalna” promieniotwórczość? Jedna tylko może być na to odpowiedź, jedno wyjaśnienie: próbki tych minerałów muszą zawierać, acz w bardzo małej ilości, także i inne jeszcze ciało znacznie bardziej promieniotwórcze od tamtych.
Ale jakie ciało, skoro Maria w poprzednich swoich doświadczeniach zbadała już wszystkie znane chemiczne pierwiastki?
Z najwyższą prostotą logiki i zarazem z najwyższą śmiałością, dostępną tylko dla wielkich umysłów, stawia wówczas Maria hipotezę, że to ciało, tak silnie promieniotwórcze, musi być jakimś jeszcze nieznanym pierwiastkiem.” – pisze Ewa CURIE.
ad/WszystkocoNajważniejsze
