Kvanttipistepistepiste – luonnonnanoteknologia

Se meni enemmän tai vähemmän näin 4. lokakuuta. Melko vaatimattomassa kokoushuoneessa istuimme muiden kemian toimittajien kanssa seurataksemme Ruotsin kuninkaallisen tiedeakatemian ilmoitusta; tarjotaan evästeitä. Palkinnon pääehdokkaat, jotka olivat olleet paljon spekuloinnin kohteena kemianlehdissä ja sosiaalisessa mediassa tapahtumaa edeltävinä päivinä, muotoilivat istumakuvion: orgaaniset kemistit yhdessä nurkassa; sähkökatalyysi harrastajat; köyhät fyysiset kemistit hävisivät hieman keskellä. Kun kello 11 lähestyi, älypuhelimet päivitettiin NMR:n taajuudella, ja ne kuumenivat vaarallisen. Jo nyt oli voimakkaita huhuja, että palkinto olisi kvanttipisteistä, mutta se kaikki unohtui, kun lehdistöhuoneessa istuva komitea ilmestyi ruudulle. Hiljaisuus. Tekniset kehittäjät asettivat käännössovelluksensa ruotsista englanniksi vastustaakseen perinnettä, jonka mukaan ilmoitus tehdään ensin kielellä, jota puhuu pieni määrä tiedemiehiä (mutta ennen kaikkea Alfred, jolla on rahaa).

Luotto: Xinhua / Alamy Arkistokuva

Sitten kaikki muuttui. "Tämän vuoden palkinto on nanoteknologian perustavanlaatuisesta löydöstä" (https://youtu.be/6ilqb5qlI8s). Suloinen musiikki alkoi soida "nano"-editori-aivoissamme, kasvomme hymyillen kuin kokeen toimiessa, ja sitten jopa näytöllä oleva Komitea liittyi mukaan esittäen värikkäitä ratkaisuja: niin kaunista, niin fluoresoivaa, kuin synesteettinen kokemus; se oli melkein liikaa... ja luulimme, että ne olivat vain keksejä!

Vain muutama minuutti myöhemmin, palattuamme tästä intensiivisestä kokemuksesta, aloimme ymmärtää juuri tapahtuneen suuruuden. Perusnanoteknologian kemian Nobel-palkinto ei ole tavallista. Muitakin nanoteknologian Nobel-palkintoja (C₆₀, grafeeni, molekyylikoneet, esimerkiksi), olla varma, mutta tämä tuntui jotenkin erikoisemmalta. Ja todellakin on, koska se myönnettiin sellaisen ilmiön havainnoinnille, jossa aineella on erilaisia ​​ominaisuuksia koosta riippuen – peruskonsepti koko nanotieteen ja nanoteknologian alalle, ei vain kvanttipisteille. Nanoteknologian vetovoima johtuu osittain siitä tosiasiasta, että se tarjoaa suhteellisen yksinkertaisia ​​kemiallisia työkaluja (koko, muoto, pintakemia) materiaalin rakenteen ja ominaisuuksien välisen suhteen hallitsemiseksi tarkasti, mitä sinulla ei ole massa tai molekyyleissä.

Suosittelemme Nobelin kemian komitean julkaisua¹ ja tuoreeseen arvosteluartikkeliin² yksityiskohtainen historia kvanttipisteiden löytämisestä ja palkittujen roolista: Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus ja Aleksey Yekimov. Tässä numerossa meillä on ilo tarjota lukijoille a Kysymyksiä ja vastauksia Prof. Brus annettiin vain muutama päivä palkinnon jakamisen jälkeen.

Hän muistelee kolloidisten kvanttipisteiden kohtaamisen varhaisia ​​aikoja Bell Labsissa vuosina 1982–1986, jolloin kadmiumsulfidin pienkiteiden optisen absorption huipun ajan kuluessa tapahtuneen muutoksen havainnointi herätti hänen tieteellisen kiinnostuksensa ratkaisevasti. Lisäksi professori Brus, joka on nyt emeritus Columbian yliopistossa, tarjoaa nuorille tutkijoille tärkeän neuvon, jota kannattaa tässä korostaa uudelleen, koska se kiteyttää tieteellisen lähestymistavan, joka on tehnyt nanoteknologiasta sen menestyksen. Hän pohtii sitä tosiasiaa, että meitä kaikkia rajoittaa tieteellinen taustamme ja että se voi joskus olla tutkijan uran katto, koska se estää heitä katsomasta ongelmaa eri näkökulmista. Ulospääsy hypererikoistuneista maailmoista, joihin tiedemiehet usein joutuvat imeytymään, vaatii energiaa, itsensä kyseenalaistamista ja reilun annoksen rohkeutta. Professori Brusin käytännön neuvo on varata aikaa oman erikoistumisalan ulkopuolisten artikkeleiden lukemiseen; kysy kollegoilta, miksi he työskentelevät tietyn ongelman parissa: mitä he pitävät siinä niin jännittävää? mikä heitä ajaa?; ja etsi aina parempaa ongelmaa ratkaistavaksi.

Nanotieteen ja nanoteknologian harrastajina tiedämme, että poikkitieteellinen lähestymistapa tieteelliseen tutkimukseen edellyttää muun muassa terminologian, tutkimusvälineiden ja odotusten määrittelyyn liittyvän alkuperäisen esteen voittamista. Mutta tiedämme myös, että tieteidenvälisen kuilun kaventaminen tuo arvoa ja nopeuttaa löytämistä sekä on rikastuttava kokemus.

Siksi sen lisäksi, että kyseessä on palkinto "kvanttipisteiden löytämisestä ja synteesistä", tulkitsemme Ruotsin Akatemian päätöksen palkinnoksi koko nanotieteen ja nanoteknologian alalle. Ehkä siksi koimme sen tunnottomuuden ja riemun hetken ilmoituksen yhteydessä.