ควอนตัมดอทดอทดอท – นาโนเทคโนโลยีธรรมชาติ

ไม่มากก็น้อยเช่นนี้ในวันที่ 4 ตุลาคม ในห้องประชุมที่ค่อนข้างเรียบง่าย เรานั่งร่วมกับบรรณาธิการเคมีคนอื่นๆ เพื่อติดตามประกาศของ Royal Swedish Academy of Sciences; คุกกี้ที่ให้มา ผู้เข้าชิงรางวัลหลักซึ่งเป็นประเด็นที่มีการคาดเดากันมากมายในนิตยสารเคมีและบนโซเชียลมีเดียในช่วงก่อนถึงงาน ได้กำหนดรูปแบบการนั่ง: นักเคมีอินทรีย์ในมุมหนึ่ง; ผู้ที่ชื่นชอบไฟฟ้าในที่อื่น; นักเคมีกายภาพผู้น่าสงสารก็หลงทางอยู่ตรงกลาง เมื่อใกล้ถึงเวลา 11 น. สมาร์ทโฟนได้รับการรีเฟรชด้วยความถี่ที่ทัดเทียมกับ NMR ซึ่งเริ่มร้อนแรงจนเป็นอันตราย มีข่าวลือมากมายอยู่แล้วว่ารางวัลจะเกี่ยวกับจุดควอนตัม แต่ทั้งหมดนั้นก็ถูกลืมไปเมื่อคณะกรรมการซึ่งนั่งอยู่ในห้องแถลงข่าวปรากฏบนหน้าจอ ความเงียบ. ผู้ที่มีความรู้ด้านเทคโนโลยีตั้งค่าแอปแปลภาษาจากภาษาสวีเดนเป็นภาษาอังกฤษเพื่อต่อต้านประเพณีการประกาศก่อนในภาษาที่นักวิทยาศาสตร์จำนวนไม่น้อยพูด (แต่ที่สำคัญคืออัลเฟรดของเราผู้มีเงิน)

เครดิต: รูปถ่ายหุ้น Xinhua / Alamy

จากนั้นทุกอย่างก็เปลี่ยนไป “รางวัลในปีนี้เป็นเรื่องเกี่ยวกับการค้นพบพื้นฐานในนาโนเทคโนโลยี” (https://youtu.be/6ilqb5qlI8s). เพลงไพเราะเริ่มเล่นในสมองของบรรณาธิการ 'นาโน' ใบหน้าของเรายิ้มราวกับการทดลองเกิดขึ้น และแม้แต่คณะกรรมการบนหน้าจอก็เข้าร่วมด้วย แสดงวิธีแก้ปัญหาหลากสีสัน สวยงามมาก เรืองแสงมาก ราวกับประสบการณ์ที่ผสมผสานความงาม มันเกือบจะมากเกินไปที่จะรับ… และเราคิดว่ามันเป็นแค่คุกกี้!

เพียงไม่กี่นาทีต่อมา เมื่อกลับจากประสบการณ์อันเข้มข้นนี้ เราก็เริ่มตระหนักถึงความสำคัญของสิ่งที่เพิ่งเกิดขึ้น รางวัลโนเบลสาขาเคมีสำหรับนาโนเทคโนโลยีขั้นพื้นฐานไม่ใช่เรื่องธรรมดา ยังมีรางวัลโนเบลด้านนาโนเทคโนโลยีอื่นๆ อีก (ซี₆₀, กราฟีน, เครื่องจักรระดับโมเลกุล เป็นต้น) แน่นอนว่าสิ่งนี้ให้ความรู้สึกพิเศษมากกว่า และเป็นเช่นนั้นจริง ๆ เพราะมันได้รับรางวัลจากการสังเกตปรากฏการณ์ที่สสารแสดงคุณสมบัติที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับขนาด ซึ่งเป็นแนวคิดพื้นฐานสำหรับสาขานาโนวิทยาศาสตร์และนาโนเทคโนโลยีทั้งหมด ไม่ใช่แค่จุดควอนตัมเท่านั้น ความน่าสนใจสำหรับนาโนเทคโนโลยีส่วนหนึ่งมาจากความจริงที่ว่านาโนเทคโนโลยีนำเสนอเครื่องมือทางเคมีที่ค่อนข้างง่าย (ขนาด รูปร่าง เคมีพื้นผิว) เพื่อควบคุมความสัมพันธ์ระหว่างโครงสร้างและคุณสมบัติของวัสดุด้วยวิธีที่แม่นยำ ซึ่งเป็นสิ่งที่คุณไม่มีในจำนวนมากหรือ ในโมเลกุล

เราส่งคุณไปยังสิ่งพิมพ์ของคณะกรรมการโนเบลสาขาเคมี¹ และบทความวิจารณ์ล่าสุด² สำหรับประวัติโดยละเอียดของการค้นพบจุดควอนตัมและบทบาทของผู้ได้รับรางวัล: Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus และ Aleksey Yekimov ฉบับนี้เรามีความยินดีที่จะเสนอให้ผู้อ่านได้ Q & A โดยที่ศาสตราจารย์บรูสมอบให้เพียงไม่กี่วันหลังการรับรางวัล

เขานึกถึงช่วงแรกๆ ของการเผชิญหน้ากับจุดควอนตัมคอลลอยด์ในช่วงปี 1982-1986 ระหว่างที่เขาอยู่ที่เบลล์แล็บส์ ซึ่งการสังเกตการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปในจุดสูงสุดของการดูดกลืนแสงของผลึกขนาดเล็กแคดเมียมซัลไฟด์ได้ดึงดูดความสนใจทางวิทยาศาสตร์ของเขาอย่างมาก นอกจากนี้ ศาสตราจารย์บรูส ซึ่งปัจจุบันดำรงตำแหน่งที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ได้เสนอคำแนะนำที่สำคัญแก่นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ที่ควรค่าแก่การเน้นย้ำในที่นี้ เพราะมันสรุปแนวทางทางวิทยาศาสตร์ที่ทำให้นาโนเทคโนโลยีประสบความสำเร็จอย่างที่เป็นอยู่ เขาสะท้อนถึงความจริงที่ว่าเราทุกคนถูกจำกัดด้วยภูมิหลังทางวิทยาศาสตร์ และบางครั้งมันอาจเป็นอุปสรรคในอาชีพนักวิทยาศาสตร์ได้ เพราะมันขัดขวางไม่ให้พวกเขามองปัญหาจากมุมมองที่ต่างกัน การออกจากโลกที่เชี่ยวชาญเป็นพิเศษ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์มักพบว่าตัวเองถูกดูดเข้าไปนั้นต้องใช้พลังงาน การตั้งคำถามในตัวเอง และความกล้าหาญพอสมควร คำแนะนำที่เป็นประโยชน์ของ Prof. Brus คือการใช้เวลาอ่านบทความนอกสาขาเฉพาะทางของตน ถามเพื่อนร่วมงานว่าทำไมพวกเขาถึงแก้ไขปัญหานี้: พวกเขาพบว่าอะไรน่าตื่นเต้นมากเกี่ยวกับเรื่องนี้? อะไรขับเคลื่อนพวกเขา?; และมองหาปัญหาที่ดีกว่าเพื่อแก้ไขอยู่เสมอ

ในฐานะผู้ชื่นชอบนาโนศาสตร์และนาโนเทคโนโลยี เรารู้ว่าแนวทางสหวิทยาการในการวิจัยทางวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องเอาชนะอุปสรรคในเบื้องต้นในการให้คำจำกัดความ เหนือสิ่งอื่นใด คำศัพท์เฉพาะทาง เครื่องมือในการสืบสวน และความคาดหวัง แต่เรายังรู้ด้วยว่าการเชื่อมการแบ่งแยกแบบสหวิทยาการนำมาซึ่งคุณค่าและเร่งการค้นพบ เช่นเดียวกับการเป็นประสบการณ์ที่สมบูรณ์

นี่คือเหตุผลที่นอกเหนือจากการเป็นรางวัล "สำหรับการค้นพบและการสังเคราะห์จุดควอนตัม" แล้ว เรายังตีความการตัดสินใจของ Swedish Academy ว่าเป็นรางวัลสำหรับสาขานาโนวิทยาศาสตร์และนาโนเทคโนโลยีทั้งหมด บางทีนั่นอาจเป็นเหตุผลว่าทำไมเราถึงรู้สึกชาและอิ่มเอมใจในการประกาศ