Quantum dot dot dot – nanotehnologija narave

Bolj ali manj tako je šlo 4. oktobra. V precej skromni sejni sobi smo sedeli z drugimi kemijskimi uredniki, da bi spremljali obvestilo Kraljeve švedske akademije znanosti; zagotovljeni piškotki. Glavni kandidati za nagrado, ki so bili v dneh pred dogodkom predmet številnih špekulacij v kemijskih revijah in na družbenih medijih, so oblikovali vzorec sedenja: organski kemiki v enem kotu; ljubitelji elektrokatalize v drugi; ubogi fizikalni kemiki so nekoliko izgubili na sredini. Ko se je bližala 11. ura, so bili pametni telefoni osveženi s frekvenco, ki je bila enaka frekvenci NMR, in se je nevarno segrela. Močno se je že govorilo, da bo nagrada namenjena kvantnim pikam, a je bilo vse pozabljeno, ko se je na ekranu pojavila komisija, ki je sedela v sobi za tiskovne konference. Tišina. Tehnični so svoje aplikacije za prevajanje iz švedščine v angleščino postavili tako, da se zoperstavijo tradiciji, da se najprej objavi v jeziku, ki ga govori malo znanstvenikov (toda kar je najpomembneje naš Alfred, tisti z denarjem).

Zasluge: Xinhua / Alamy Stock Photo

Potem se je vse spremenilo. "Letošnja nagrada se nanaša na temeljno odkritje v nanotehnologiji" (https://youtu.be/6ilqb5qlI8s). V naših 'nano'-uredniških možganih je začela igrati sladka glasba, naši obrazi so se nasmejali kot pri poskusu, nato pa se je pridružil celo Odbor na ekranu, ki je pokazal barvite rešitve: tako lepe, tako fluorescentne, kot sinestetična izkušnja; bilo je skoraj preveč ... in mislili smo, da so to samo piškoti!

Le nekaj minut kasneje, po tej intenzivni izkušnji, smo se začeli zavedati razsežnosti tega, kar se je pravkar zgodilo. Nobelova nagrada za kemijo za temeljno nanotehnologijo ni nekaj običajnega. Obstajajo tudi druge Nobelove nagrade za nanotehnologijo (C₆₀, grafen, molekularni stroji, na primer), seveda, vendar se je to nekako zdelo bolj posebno. In res je, saj je bila podeljena za opazovanje pojava, s katerim snov kaže različne lastnosti glede na velikost - temeljni koncept za celotno področje nanoznanosti in nanotehnologije, ne le za kvantne pike. Privlačnost za nanotehnologijo delno izvira iz dejstva, da ponuja sorazmerno preprosta kemična orodja (velikost, oblika, površinska kemija) za nadzor razmerja med strukturo in lastnostjo materiala na natančen način, česar nimate v veliki meri ali v molekulah.

Napotimo vas na publikacijo Nobelovega odbora za kemijo¹ in na nedavni pregledni članek² za podrobno zgodovino odkritja kvantnih pik in vlogo nagrajencev: Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus in Aleksey Yekimov. V tej številki bralcem z veseljem ponujamo a Vprašanja in odgovori s prof. Brusom le nekaj dni po podelitvi nagrade.

Spominja se zgodnjih dni svojega srečanja s koloidnimi kvantnimi pikami v obdobju 1982–1986 med njegovim obdobjem v Bell Labs, kjer je opazovanje časovnega premika vrha optične absorpcije majhnih kristalov kadmijevega sulfida odločilno pritegnilo njegovo znanstveno zanimanje. Poleg tega prof. Brus, zdaj zaslužni na Univerzi Columbia, mladim znanstvenikom ponuja pomemben nasvet, ki ga je vredno ponovno poudariti, saj zajema znanstveni pristop, zaradi katerega je nanotehnologija uspela, kakršna je. Razmišlja o dejstvu, da smo vsi omejeni s svojim znanstvenim ozadjem in da je to včasih lahko zgornja meja v karieri znanstvenika, ker jim preprečuje, da bi na problem pogledali z različnih zornih kotov. Izhod iz hiperspecializiranih svetov, v katere se znanstveniki pogosto znajdejo posrkani, zahteva energijo, samospraševanje in dober odmerek poguma. Praktični nasvet prof. Brusa je, da si vzamemo čas za branje prispevkov izven neposrednega področja specializacije; vprašajte kolege, zakaj se ukvarjajo z danim problemom: kaj se jim zdi pri tem tako vznemirljivega? kaj jih žene?; in vedno poiščite boljši problem za rešitev.

Kot navdušenci nad nanoznanostjo in nanotehnologijo vemo, da interdisciplinarni pristop k znanstvenim raziskavam zahteva premagovanje začetne ovire opredelitve, med drugim terminologije, raziskovalnih orodij in pričakovanj. Vemo pa tudi, da premoščanje tega interdisciplinarnega razkoraka prinaša vrednost in pospešuje odkrivanje ter predstavlja bogato izkušnjo.

Zato si odločitev Švedske akademije poleg nagrade »za odkritje in sintezo kvantnih pik« razlagamo tudi kot nagrado za celotno področje nanoznanosti in nanotehnologije. Morda smo tudi zato ob razglasitvi doživeli tisti trenutek otopelosti in vznesenosti.