De Nobelprijs voor Scheikunde van 2023 gaat naar scheikundigen Moungi Bawendi, Louis Brus en Alexei Ekimov voor hun ontdekking van ‘quantumdots’. Deze superkleine deeltjes worden gebruikt in computers, lasers en microscopie.
Quantumdots zijn deeltjes die zo klein zijn dat de quantummechanica hun elektrische en optische eigenschappen beïnvloedt. Drie ontwikkelaars van deze quantumdots kregen vandaag te horen dat ze de Nobelprijs voor Scheikunde van 2023 ontvangen.
Twee van de winnaars zijn Louis Brus van de Colombia-universiteit in New York en Alexei Ekimov van Nanocrystals Technology, dat eveneens in New York is gevestigd. Zij ontdekten de technologie van quantumdots in de jaren tachtig, onafhankelijk van elkaar. De derde winnaar, Moungi Bawendi van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) in Boston, ontwikkelde technieken om quantumdots te maken.
Manen met embryo’s vergelijken
Weten we meer over Mars dan over onze eigen oceanen? En meer over de maan dan over embryo's? Volgens columnist Yannick Fritschy zijn dit onzinnige ver ...
Gedeeltelijk quantum
Quantumdots, die ook bekend zijn onder de term halfgeleidende nanokristallen, zijn gemaakt van stoffen zoals loodsulfide of cadmiumselenide. Quantumdots zijn slechts enkele nanometers groot – ongeveer een duizendste van de doorsnede van een mensenhaar.
Doordat de kristallen zo klein zijn, hebben ze eigenschappen die het midden houden tussen die van individuele atomen, die de wetten van quantummechanica volgen, en die van grotere stukken materiaal, die zich houden aan de klassieke natuurkunde.
Elektronen kunnen in quantumdots alleen discrete energieniveaus aannemen. Dit betekent dat ze licht van een specifieke golflengte uitzenden, afhankelijk van de eigenschappen van het kristal.
Hoe kleiner de kristallen zijn, hoe minder ruimte de elektronen hebben. Het kristal heeft daardoor meer energie en zendt licht uit met een kleinere golflengte – meer richting blauw.
Medische toepassingen
De kristallen worden al gebruikt om lampen, lasers en tv-schermen te maken. Daarnaast zijn ze waardevol in medisch onderzoek, bijvoorbeeld om verschillende structuren in levende weefsels in beeld te brengen.
Mogelijk kunnen quantumdots chirurgen in de toekomst helpen bij het verwijderen van tumoren. Als het lukt om de quantumdots te koppelen aan moleculen die specifiek naar tumoren zwemmen als ze geïnjecteerd worden, kunnen de dots het tumorweefsel een kleurtje geven. Zo weet de chirurg heel precies welk weefsel verwijderd moet worden.
Ook kunnen de kristallen giftige antikankermedicijnen specifiek naar de tumor brengen. Ze kunnen vervolgens licht geven als ze het medicijn bij de tumor hebben achtergelaten.
Tijdens de persconferentie op 4 oktober, zei Bawendi: ‘Ik had niet verwacht dat ik deze prijs zou winnen. Het is een wetenschapsgebied waar veel mensen aan hebben bijgedragen.’
Het Nobelbesluit lekte enkele uren voor de officiële bekendmaking uit naar de Zweedse krant Aftonbladet.
