Kvantumpöttyök: Moungi Bawendi, Louis Brus és Alekszej Jekimov kapja a kémiai Nobel-díjat

A kémiai Nobel-díj nyerteseinek nevét már órákkal a Svéd Királyi Tudományos Akadémia bejelentése előtt véletlenül nyilvánosságra hozták egy emailben, amely több svéd laphoz is eljutott. Az ezzel kapcsolatos újságírói kérdésre Hans Ellegren, az akadémia főtitkára elmondta, hogy nagyon sajnálják a történteket, ugyanakkor hangsúlyozta, hogy a nyertesek kiválasztása hosszú folyamat, és a kiszivárgott levél nem befolyásolta a döntést.

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. Újságírói kérdésre azt is elmondta, nem tudott róla, hogy a díjazottak neve korábban kiszivárgott.

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.

Louis E. Brus 1943-ban született az Egyesült Államokban, az ohiói Clevelandben. PhD-jét 1969-ban szerezte a Columbia Egyetemen. 1972-ben kapott állást az AT&T Bell Labs-nél, ahol 23 évet töltött, és ennek az időnek nagy részét a nanokristályok tanulmányozásának szentelte. Jelenleg a Columbia Egyetem professor emeritusa.

Moungi G. Bawendi 1961-ben született Franciaországban, Párizsban, és Tunéziában, valamint az Egyesült Államokban nőtt fel. PhD-jét 1988-ban a Chicagói Egyetemen szerezte, posztdoktori kutatásait Brus mellett végezte. 1990-ben kezdett dolgozni a Massachusettsi Műszaki Egyetemen, jelenleg is az MIT professzora.

Alekszej Jekimov 1945-ben született az egykori Szovjetunióban. PhD-jét 1974-ben szerezte meg a szentpétervári Ioffe Fizikai-Műszaki Intézetben, és a Vavilov Állami Optikai Intézetben dolgozott, mielőtt az Egyesült Államokba költözött. 1999-ben lett a New York-i Nanocrystals Technology Inc. vezető kutatója. A kitüntetettek 11 millió svéd koronán (368 millió forintnyi összegen) osztoznak egyenlő arányban. A díjat hagyományosan december 10-én, az elismerést alapító Alfred Nobel halálának évfordulóján adják át.

Deák András: a díjazottak kémiával törtek be a kvantumvilágba

A Nobel-díjjal elismert kutatók kémiával törtek be a kvantumvilágba - mondta az MTI-nek Deák András, a HUN-REN Energiatudományi Kutatóközpont(HUN-REN EK) Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézet Fotonika Laboratóriumának munkatársa annak kapcsán, hogy 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.

A három tudós felfedezésének eredményeként új típusú nanorészecskéket sikerült előállítani - ismertette Deák András. Hozzátette: a kvantumpöttyök olyan nanoméretű, félvezető részecskék, melyek méretükből adódóan úgynevezett kvantumbezártság jelenségét mutatják.

Ez praktikusan azt jelenti, hogy ilyen kis méretekben az anyag makroszkópikus tulajdonságaitól eltérő jellemzőkkel bír, pusztán azért, mert kis méretű

- magyarázta Deák András 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 itenzív fluoreszcencia jelenség lép fel. Mint mondta, 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, melyek egy sor optoelektronikai alkalmazásnak nyitnak utat (például napelemek, katalízis).

Kérdésre válaszolva elmondta, hogy a kvantumpöttyöknek elsősorban az optoelektronikai alkalmazásokban van kiemelt szerepük. Néhány területen (például kijelzők) már bizonyítottak, de intenzív kutatás-fejlesztési munkák zajlanak a kvantumpöttyökkel 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 - fűzte hozzá.

Beszámolt arról, hogy több helyen is folynak az országban ezzel kapcsolatos kutatások, az Energiatudományi Kutatóközpont Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Intézetében például támogatott kutatópályázatok foglalkoznak jelenleg is ezen kvantumpöttyök előállításával és fémes hibrid struktúráik elsősorban katalitikus célú alkalmazásaival.