Quantum dot dot dot – Natuurnanotechnologie

Op 4 oktober ging het ongeveer zo. In een nogal bescheiden vergaderruimte zaten we met andere scheikunderedacteuren om de aankondiging van de Koninklijke Zweedse Academie van Wetenschappen te volgen; koekjes verstrekt. De belangrijkste kandidaten voor de prijs, over wie in de dagen voorafgaand aan het evenement veel gespeculeerd was in scheikundetijdschriften en op sociale media, vormden het zitpatroon: organische chemici in een hoek; liefhebbers van elektrokatalyse in de andere; de arme fysisch-chemici zaten enigszins in het midden. Toen 11 uur naderde, werden smartphones vernieuwd met een frequentie die wedijvert met die van een NMR, waardoor ze gevaarlijk heet werden. Er gingen al sterke geruchten dat de prijs over quantum dots zou gaan, maar dat was allemaal vergeten toen de commissie, zittend in de persconferentieruimte, op het scherm verscheen. Stilte. De technische mensen hebben hun vertaalapps van Zweeds naar Engels ingesteld om de traditie tegen te gaan om de aankondiging eerst te doen in een taal die door een klein aantal wetenschappers wordt gesproken (maar vooral door onze Alfred, degene met het geld).

Krediet: Xinhua / Alamy Stock-foto

Toen veranderde alles. “De prijs gaat dit jaar over een fundamentele ontdekking in de nanotechnologie” (https://youtu.be/6ilqb5qlI8s). Er begon een zoet muziekje te spelen in de hersenen van onze 'nano'-editor, onze gezichten lachten alsof een experiment werkt, en toen deed zelfs de commissie op het scherm mee en liet kleurrijke oplossingen zien: zo mooi, zo fluorescerend, als een synesthetische ervaring; het was bijna te veel om mee te nemen... en we dachten dat het maar koekjes waren!

Slechts een paar minuten later, terug van deze intense ervaring, begonnen we ons de omvang te realiseren van wat er zojuist was gebeurd. Een Nobelprijs voor de scheikunde voor fundamentele nanotechnologie is niet iets gewoons. Er zijn andere Nobelprijzen voor nanotechnologie geweest (de C₆₀grafeen, moleculaire machines bijvoorbeeld), zeker, maar dit voelde op de een of andere manier specialer. En dat is inderdaad zo, omdat de prijs is toegekend aan de observatie van een fenomeen waarbij materie afhankelijk van de grootte verschillende eigenschappen vertoont – een fundamenteel concept voor het hele veld van de nanowetenschap en nanotechnologie, en niet alleen voor kwantumdots. De aantrekkingskracht voor nanotechnologie komt gedeeltelijk voort uit het feit dat het relatief eenvoudige chemische hulpmiddelen biedt (grootte, vorm, oppervlaktechemie) om de structuur-eigenschapsverhouding van een materiaal op een precieze manier te controleren, iets wat je niet in de bulk of in de vorm van een materiaal hebt. in moleculen.

Wij verwijzen u naar de publicatie van het Nobelcomité voor Scheikunde¹ en naar een recent overzichtsartikel² voor een gedetailleerde geschiedenis van de ontdekking van kwantumdots en de rol van de winnaars: Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus en Aleksey Yekimov. In dit nummer bieden wij de lezers graag een Q & A met Prof. Brus, slechts enkele dagen na de uitreiking van de prijs.

Hij herinnert zich de begindagen van zijn ontmoeting met colloïdale kwantumdots in de periode 1982-1986 tijdens zijn periode bij Bell Labs, waar de observatie van een verschuiving in de tijd in de optische absorptiepiek van kleine cadmiumsulfidekristallen zijn wetenschappelijke belangstelling van cruciaal belang trok. Bovendien biedt prof. Brus, nu emeritus aan de Columbia University, een belangrijk advies aan jonge wetenschappers dat de moeite waard is om hier opnieuw te benadrukken, omdat het de wetenschappelijke benadering weergeeft die nanotechnologie tot het succes heeft gemaakt dat het is. Hij reflecteert op het feit dat we allemaal beperkt worden door onze wetenschappelijke achtergrond, en dat dit soms een plafond kan zijn in de carrière van een wetenschapper, omdat het hem ervan weerhoudt een probleem vanuit verschillende gezichtspunten te bekijken. Om uit de hypergespecialiseerde werelden te komen waarin wetenschappers vaak worden meegezogen, is energie, zelfonderzoek en een flinke dosis moed nodig. Het praktische advies van prof. Brus is om de tijd te nemen om artikelen te lezen die buiten het directe vakgebied liggen; vraag collega’s waarom ze met een bepaald probleem bezig zijn: wat vinden ze er zo spannend aan? wat drijft hen?; en zoek altijd naar een beter probleem om op te lossen.

Als liefhebbers van nanowetenschappen en nanotechnologie weten we dat een interdisciplinaire benadering van wetenschappelijk onderzoek vereist dat de eerste hindernis van het definiëren van onder meer terminologie, onderzoeksinstrumenten en verwachtingen wordt overwonnen. Maar we weten ook dat het overbruggen van die interdisciplinaire kloof waarde met zich meebrengt en ontdekkingen versnelt, en bovendien een verrijkende ervaring is.

Dit is de reden waarom we, naast het feit dat het een prijs is “voor de ontdekking en synthese van kwantumdots”, het besluit van de Zweedse Academie interpreteren als een prijs voor het hele veld van de nanowetenschappen en nanotechnologie. Misschien ervaarden we daarom dat moment van gevoelloosheid en opgetogenheid bij de aankondiging.