Chấm lượng tử chấm chấm – Công nghệ nano tự nhiên

Nó ít nhiều diễn ra như thế này vào ngày 4 tháng 11. Trong một căn phòng họp khá khiêm tốn, chúng tôi ngồi cùng các biên tập viên hóa học khác để theo dõi thông báo của Viện Hàn lâm Khoa học Hoàng gia Thụy Điển; cookie được cung cấp. Các ứng cử viên chính cho giải thưởng, những người từng là chủ đề được đồn đoán trên các tạp chí hóa học và trên mạng xã hội trong những ngày trước sự kiện, đã xếp hình ngồi: các nhà hóa học hữu cơ ở một góc; những người đam mê điện xúc tác khác; các nhà hóa học vật lý kém có phần lạc lõng ở giữa. Khi đến gần XNUMX giờ sáng, điện thoại thông minh được làm mới với tần số ngang bằng với NMR, trở nên nóng đến mức nguy hiểm. Đã có tin đồn mạnh mẽ rằng giải thưởng sẽ thuộc về chấm lượng tử, nhưng tất cả đều bị lãng quên khi Ủy ban đang ngồi trong phòng họp báo xuất hiện trên màn hình. Im lặng. Những người đam mê công nghệ thiết lập ứng dụng dịch thuật của họ từ tiếng Thụy Điển sang tiếng Anh để chống lại truyền thống đưa ra thông báo đầu tiên bằng ngôn ngữ được sử dụng bởi một số ít nhà khoa học (nhưng quan trọng nhất là bởi Alfred của chúng tôi, người có tiền).

Nguồn: Tân Hoa Xã / Alamy Kho ảnh

Sau đó mọi thứ đã thay đổi. “Giải thưởng năm nay là về một khám phá cơ bản trong công nghệ nano” (https://youtu.be/6ilqb5qlI8s). Một bản nhạc ngọt ngào bắt đầu vang lên trong bộ não biên tập viên 'nano' của chúng tôi, khuôn mặt chúng tôi mỉm cười như khi một thử nghiệm đang diễn ra, và sau đó ngay cả Ủy ban trên màn hình cũng tham gia, đưa ra các giải pháp đầy màu sắc: thật đẹp, thật huỳnh quang, giống như một trải nghiệm đồng cảm; gần như quá nhiều để lấy… và chúng tôi nghĩ đó chỉ là những chiếc bánh quy!

Chỉ vài phút sau, sau trải nghiệm căng thẳng này, chúng tôi bắt đầu nhận ra tầm quan trọng của những gì vừa xảy ra. Giải Nobel hóa học cho công nghệ nano cơ bản không phải là điều gì đó bình thường. Đã có các giải thưởng Nobel về công nghệ nano khác (Giải C₆₀, graphene, máy phân tử chẳng hạn), chắc chắn rồi, nhưng điều này bằng cách nào đó lại có cảm giác đặc biệt hơn. Và thực sự là như vậy, bởi vì nó được trao cho việc quan sát một hiện tượng trong đó vật chất biểu hiện các tính chất khác nhau tùy thuộc vào kích thước - một khái niệm nền tảng cho toàn bộ lĩnh vực khoa học nano và công nghệ nano, không chỉ cho chấm lượng tử. Sự hấp dẫn của công nghệ nano một phần bắt nguồn từ thực tế là nó cung cấp các công cụ hóa học tương đối đơn giản (kích thước, hình dạng, hóa học bề mặt) để kiểm soát mối quan hệ cấu trúc-tính chất của vật liệu một cách chính xác, thứ mà bạn không có với số lượng lớn hoặc trong phân tử.

Chúng tôi giới thiệu bạn đến ấn phẩm của Ủy ban Nobel về Hóa học¹ và đến một bài viết đánh giá gần đây² để biết lịch sử chi tiết về việc phát hiện ra chấm lượng tử và vai trò của những người được trao giải: Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus và Aleksey Yekimov. Trong số báo này, chúng tôi hân hạnh cung cấp cho bạn đọc một Q & A với Giáo sư Brus được trao chỉ vài ngày sau khi giải thưởng được trao.

Ông nhớ lại những ngày đầu tiếp xúc với các chấm lượng tử keo trong khoảng thời gian 1982–1986 trong thời gian làm việc tại Bell Labs, nơi việc quan sát sự dịch chuyển theo thời gian ở đỉnh hấp thụ quang học của các tinh thể nhỏ cadmium sulfide đã thu hút sự quan tâm khoa học của ông. Ngoài ra, Giáo sư Brus, hiện là danh dự tại Đại học Columbia, đưa ra một lời khuyên quan trọng cho các nhà khoa học trẻ đáng được nhấn mạnh lại ở đây, bởi vì nó gói gọn phương pháp tiếp cận khoa học đã tạo nên thành công cho công nghệ nano. Anh ấy phản ánh một thực tế là tất cả chúng ta đều bị giới hạn bởi nền tảng khoa học của mình và đôi khi nó có thể là một giới hạn trong sự nghiệp của một nhà khoa học vì nó ngăn cản họ nhìn nhận một vấn đề từ những quan điểm khác nhau. Để thoát khỏi thế giới siêu chuyên biệt mà các nhà khoa học thường thấy mình bị cuốn hút vào đòi hỏi phải có năng lượng, sự tự vấn và một chút can đảm. Lời khuyên thiết thực của Giáo sư Brus là hãy dành thời gian để đọc các bài báo ngoài lĩnh vực chuyên môn trực tiếp của mình; hãy hỏi đồng nghiệp tại sao họ đang giải quyết một vấn đề nhất định: họ thấy điều gì thú vị ở vấn đề đó? điều gì thúc đẩy họ?; và luôn tìm kiếm một vấn đề tốt hơn để giải quyết.

Là những người đam mê khoa học nano và công nghệ nano, chúng tôi biết rằng cách tiếp cận liên ngành đối với nghiên cứu khoa học đòi hỏi phải vượt qua rào cản ban đầu về việc xác định, cùng với những thứ khác, thuật ngữ, công cụ điều tra và kỳ vọng. Nhưng chúng tôi cũng biết rằng việc thu hẹp khoảng cách liên ngành đó mang lại giá trị và tăng tốc khả năng khám phá cũng như mang lại trải nghiệm phong phú.

Đây là lý do tại sao, ngoài việc là giải thưởng “cho việc khám phá và tổng hợp các chấm lượng tử”, chúng tôi còn hiểu quyết định của Viện Hàn lâm Thụy Điển là một giải thưởng cho toàn bộ lĩnh vực khoa học nano và công nghệ nano. Có lẽ đó là lý do tại sao chúng tôi trải qua khoảnh khắc tê dại và phấn chấn khi được thông báo.