Chemie-Nobelpreis 2023: Die Preisträger
Der Chemie-Nobelpreis 2023 ging an drei Wissenschaftler, die bahnbrechende Beiträge auf dem Gebiet der Quantenchemie geleistet haben. Die Auszeichnung wurde an Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus und Alexei Ekimov für "die Entdeckung und Entwicklung von Quantenpunkten" verliehen.
Was sind Quantenpunkte?
Quantenpunkte sind winzige Halbleiter-Nanopartikel, die einzigartige Eigenschaften aufweisen. Sie sind so klein, dass ihre Elektronen nur bestimmte, quantisierte Energieniveaus annehmen können. Diese Quantenmechanik-Effekte führen zu einer Reihe von bemerkenswerten Eigenschaften, die in verschiedenen Anwendungen genutzt werden können:
- Licht-Emission in verschiedenen Farben: Je kleiner der Quantenpunkt, desto energiereicher ist das emittierte Licht, wodurch verschiedene Farben erzeugt werden können.
- Effiziente Lichtemission: Quantenpunkte können Licht sehr effizient emittieren, was sie zu vielversprechenden Kandidaten für Anwendungen in der Beleuchtungstechnik macht.
- Hohe Empfindlichkeit: Die Lichtemission von Quantenpunkten ist sehr empfindlich gegenüber ihrer Umgebung, was sie für Anwendungen in der Biosensorik und Medizindiagnostik interessant macht.
Die Beiträge der Preisträger
Moungi G. Bawendi entwickelte in den 1990er Jahren eine präzise Methode zur Herstellung von Quantenpunkten, die es ermöglichte, sie in großen Mengen mit einheitlichen Größen und Eigenschaften zu produzieren. Diese Methode hat sich zu einem Standardverfahren in der Quantenpunktforschung entwickelt.
Louis E. Brus machte bereits in den 1980er Jahren bahnbrechende Entdeckungen auf dem Gebiet der Quantenpunkte. Er untersuchte das Verhalten von Halbleiternanopartikeln und beobachtete erstmals die quantenmechanischen Effekte, die zu den besonderen Eigenschaften von Quantenpunkten führen.
Alexei Ekimov arbeitete in den 1980er Jahren in der Sowjetunion an der Herstellung von Quantenpunkten aus Glas und beobachtete, wie sich die Farbe des Lichts änderte, das von den Nanopartikeln emittiert wurde, abhängig von ihrer Größe. Diese Beobachtungen waren entscheidend für die Entwicklung des Verständnisses von Quantenpunkten.
Anwendungen von Quantenpunkten
Quantenpunkte haben in den letzten Jahrzehnten zu zahlreichen Fortschritten in verschiedenen wissenschaftlichen und technologischen Bereichen geführt. Sie werden bereits in folgenden Bereichen eingesetzt:
- Bildgebung: Quantenpunkte werden in der medizinischen Bildgebung verwendet, um Tumore und andere Krankheiten zu diagnostizieren.
- Beleuchtung: Quantenpunkte werden für die Entwicklung energieeffizienter und langlebiger LED-Leuchten verwendet.
- Displays: Quantenpunkte können in Fernsehern und Monitoren verwendet werden, um ein lebendigeres und kontrastreicheres Bild zu erzeugen.
- Solarzellen: Quantenpunkte können die Effizienz von Solarzellen verbessern.
Die Forschung und Entwicklung von Quantenpunkten ist ein stetig wachsendes Feld. Die Anwendungen, die diese winzigen Nanopartikel in Zukunft ermöglichen werden, sind noch nicht absehbar. Der Nobelpreis 2023 würdigt die bahnbrechende Arbeit der drei Preisträger, die die Grundlage für diese vielversprechende Technologie gelegt haben.
