نقطة نقطة نقطة – تكنولوجيا النانو الطبيعة

لقد سار الأمر على هذا النحو تقريبًا في 4 أكتوبر. في غرفة اجتماعات متواضعة إلى حد ما، جلسنا مع محرري الكيمياء الآخرين لمتابعة إعلان الأكاديمية الملكية السويدية للعلوم؛ ملفات تعريف الارتباط المقدمة. إن المرشحين الرئيسيين للجائزة، الذين كانوا موضع الكثير من التكهنات في مجلات الكيمياء وعلى وسائل التواصل الاجتماعي في الأيام التي سبقت الحدث، هم من ساهموا في تشكيل نمط الجلوس: كيميائيون عضويون في زاوية واحدة؛ هواة التحفيز الكهربائي في الآخر؛ لقد خسر الكيميائيون الفيزيائيون الفقراء إلى حد ما في المنتصف. ومع اقتراب الساعة 11 صباحًا، تم تحديث الهواتف الذكية بتردد ينافس تردد الرنين المغناطيسي النووي، مما أدى إلى ارتفاع درجة حرارته بشكل خطير. وكانت هناك بالفعل شائعات قوية بأن الجائزة ستكون حول النقاط الكمومية، ولكن تم نسيان ذلك عندما ظهرت اللجنة الجالسة في قاعة المؤتمرات الصحفية على الشاشة. الصمت. قام التقنيون بإعداد تطبيقات الترجمة الخاصة بهم من السويدية إلى الإنجليزية لمواجهة التقليد المتمثل في إصدار الإعلان أولاً بلغة يتحدث بها عدد قليل من العلماء (لكن الأهم من ذلك هو ألفريد، صاحب المال).

مصدر الصورة: شينخوا/عالمي

ثم تغير كل شيء. "تدور جائزة هذا العام حول اكتشاف أساسي في مجال تكنولوجيا النانو" (https://youtu.be/6ilqb5qlI8s). بدأت موسيقى جميلة تعزف في أدمغتنا كمحررة "نانو"، وابتسمت وجوهنا كما لو كانت تجربة ما تعمل، وبعد ذلك انضمت اللجنة التي تظهر على الشاشة، لتعرض حلولًا ملونة: جميلة جدًا، متألقة جدًا، مثل تجربة الحس المواكب؛ لقد كان الأمر أكثر من اللازم تقريبًا ... واعتقدنا أن هذه مجرد ملفات تعريف الارتباط!

وبعد دقائق قليلة فقط، بعد عودتنا من هذه التجربة المكثفة، بدأنا ندرك حجم ما حدث للتو. إن جائزة نوبل في الكيمياء لتقنية النانو الأساسية ليست شيئًا عاديًا. كانت هناك جوائز نوبل أخرى في مجال تكنولوجيا النانو (جائزة C₆₀، الجرافين، الآلات الجزيئية، على سبيل المثال)، بالتأكيد، ولكن هذا يبدو بطريقة ما أكثر خصوصية. وهو بالفعل كذلك، لأنه تم منحها لملاحظة الظاهرة التي تظهر من خلالها المادة خصائص مختلفة اعتمادًا على الحجم - وهو مفهوم أساسي لمجال علم النانو وتكنولوجيا النانو بأكمله، وليس فقط للنقاط الكمومية. ينبع الانجذاب لتقنية النانو جزئيًا من حقيقة أنها توفر أدوات كيميائية بسيطة نسبيًا (الحجم والشكل وكيمياء السطح) للتحكم في العلاقة بين البنية والملكية للمادة بطريقة دقيقة، وهو شيء لا يتوفر لديك بكميات كبيرة أو في الجزيئات.

نحيلك إلى لجنة نوبل للنشر في الكيمياء¹ وإلى مقالة مراجعة حديثة² للحصول على تاريخ مفصل لاكتشاف النقاط الكمومية ودور الحائزين على الجوائز: مونجي ج. باويندي، ولويس إي. بروس، وأليكسي يكيموف. في هذا العدد، يسعدنا أن نقدم للقراء أ سؤال وجواب مع البروفيسور بروس بعد أيام قليلة من منح الجائزة.

يتذكر الأيام الأولى من لقاءه بالنقاط الكمومية الغروية في الفترة ما بين 1982-1986 خلال الفترة التي قضاها في مختبرات بيل، حيث استحوذت ملاحظة التحول بمرور الوقت في ذروة الامتصاص البصري لبلورات كبريتيد الكادميوم الصغيرة على اهتمامه العلمي بشكل حاسم. بالإضافة إلى ذلك، يقدم البروفيسور بروس، وهو الآن فخري في جامعة كولومبيا، نصيحة مهمة للعلماء الشباب تستحق إعادة التأكيد عليها هنا، لأنها تلخص النهج العلمي الذي جعل تكنولوجيا النانو ناجحة. إنه يعكس حقيقة أننا جميعًا مقيدون بخلفيتنا العلمية، وأن ذلك يمكن أن يكون في بعض الأحيان سقفًا في مسيرة العلماء المهنية لأنه يمنعهم من النظر إلى المشكلة من وجهات نظر مختلفة. يتطلب الخروج من العوالم شديدة التخصص، والتي غالبًا ما يجد العلماء أنفسهم منغمسين فيها، طاقة وتساؤلًا ذاتيًا وجرعة كبيرة من الشجاعة. النصيحة العملية التي يقدمها البروفيسور بروس هي تخصيص الوقت لقراءة الأوراق البحثية خارج المجال المباشر لتخصص الفرد؛ اسأل زملاءك عن سبب عملهم على حل مشكلة معينة: ما الذي يجدونه مثيرًا جدًا في هذه المشكلة؟ ما الذي يدفعهم؟ وابحث دائمًا عن مشكلة أفضل لحلها.

وباعتبارنا متحمسين لعلم النانو وتكنولوجيا النانو، فإننا نعلم أن اتباع نهج متعدد التخصصات في البحث العلمي يتطلب التغلب على العقبة الأولية المتمثلة في تحديد المصطلحات وأدوات التحقيق والتوقعات، من بين أمور أخرى. ولكننا نعلم أيضًا أن سد هذه الفجوة بين التخصصات يجلب قيمة ويسرع الاكتشاف، فضلاً عن كونه تجربة غنية.

ولهذا السبب، بالإضافة إلى كونها جائزة "لاكتشاف وتركيب النقاط الكمومية"، فإننا نفسر قرار الأكاديمية السويدية على أنه جائزة لمجال علم النانو وتكنولوجيا النانو بأكمله. ربما لهذا السبب عشنا تلك اللحظة من الخدر والابتهاج عند الإعلان.