Nobelovu cenu za chemii letos dostali vědci Moungi Bawendi, Louis Brus a Alexej Jekimov za objev a vývoj kvantových teček – nanočástic, které jsou natolik malé, že jejich velikost ovlivňuje jejich vlastnosti.
Kvantové tečky – to je pojem, který může znít až ezotericky, ale ve skutečnosti tato technologie už pronikla do běžných životů. Tyto nejmenší součástky nanotechnologie totiž v současné době například šíří světlo z televizorů a LED lamp a mimo jiné mohou také navádět chirurgy při odstraňování nádorů.
Každý, kdo studuje chemii, se učí, že vlastnosti prvku se řídí tím, kolik má elektronů. Když ale vědci pozorovali hmotu v miniaturních rozměrech – v takzvaných nanorozměrech – všimli si, že tam vznikají kvantové jevy, které se řídí jinými zákony. Například samotnou velikostí hmoty. Laureátům Nobelovy ceny za chemii 2023 se podařilo vyrobit částice tak malé, že jejich vlastnosti jsou určovány kvantovými jevy. Tyto částice, které se nazývají kvantové tečky, mají v současné době velký význam v nanotechnologiích.
„Kvantové tečky mají spoustu fascinujících a neobvyklých vlastností. Důležité je, že mají různé barvy v závislosti na své velikosti,“ uvedl při oznamování cen předseda Nobelova výboru pro chemii Johan Åqvist. Co to znamená pro praktický život?
Fyzika už delší dobu ví, že teoreticky mohou v nanočásticích vznikat kvantové efekty závislé na velikosti těles. Ale až donedávna bylo téměř nemožné je v nanodimenzích vymodelovat. Proto málokdo věřil, že se tyto poznatky podaří prakticky využít – zůstávaly pro vědce jen zajímavostí, která nijak neovlivní svět, v němž žijeme.
Na začátku 80. let se ale sovětskému vědci Alexeji Jekimovovi podařilo vytvořit kvantové efekty závislé na velikosti v barevném skle. Barva pocházela z nanočástic chloridu měďnatého a Jekimov prokázal, že velikost částic ovlivňuje barvu skla prostřednictvím kvantových efektů.
O několik let později Louis Brus jako první vědec na světě prokázal kvantové efekty závislé na velikosti částic volně se vznášejících v kapalině.
A do třetice roku 1993 Moungi Bawendi dokázal změnit chemickou výrobu kvantových teček, díky čemuž vznikly téměř dokonalé částice. Právě jejich vysoká kvalita byla nutná pro jejich využití v praktických aplikacích.
Svět plný kvantových teček
Kvantové tečky se v současné době nacházejí v počítačových monitorech a televizních obrazovkách založených na technologii QLED. Písmeno Q v názvu znamená právě „quantum dot“ neboli kvantová tečka. Dodávají také požadované vlastnosti světlu některých LED lamp a biochemici a lékaři je používají k mapování biologických tkání.
Kvantové tečky tak už přinášejí lidstvu užitek – ale vědci předpokládají, že to je teprve začátek jejich slávy. V budoucnu by totiž mohly přispět k vývoji ohebné elektroniky, drobných senzorů, tenčích solárních článků a také šifrované kvantové komunikace – potenciál těchto drobných částic se ale teprve začíná zkoumat.
Loni Nobelovu cenu za chemii dostali Američané Carolyn Bertozziová a Barry Sharpless a také Dán Morten Meldal za revoluční způsob spojování molekul.
Nobelovská kontroverze
Podle švédských médií Královská švédská akademie věd ve středu zveřejnila jména nositelů letošní Nobelovy ceny za chemii – předčasně a omylem. Byla obsažená v rozeslané e-mailové zprávě; předseda Nobelova výboru pro chemii Johan Aqvist nicméně agentuře Reuters sdělil, že šlo o chybu.
„Nobelova cena za chemii pro rok 2023 oceňuje objev a vývoj kvantových teček, nanočástic, které jsou natolik malé, že jejich velikost ovlivňuje jejich vlastnosti,“ citoval z tiskové zprávy odeslané prostřednictvím e-mailu švédskou akademií list Dagens Nyheter. Přesně toto znění se pak objevilo i v oficiálním zdůvodnění zveřejněném o několik hodin později.
„Bohužel nemohu nijak komentovat to, co bylo zveřejněno. Je důležité si uvědomit, že Akademie věd se zatím nesešla a nepřijala rozhodnutí, kdo získá letošní Nobelovu cenu za chemii,“ komentovala ještě ve středu ráno kauzu mluvčí švédské akademie Eva Neveliusová. Jak je možné, že správná jména unikla ještě předtím, než se o nich mělo hlasovat, zatím nikdo nevysvětlil.
Nobelovský týden
Udělování Nobelových cen probíhá každoročně ve stejném pořadí, kdy se jako první o ocenění v pondělí dozvědí laureáti ceny za lékařství, o den později se oznamují jména nositelů ceny za fyziku. Po oznámení cen za chemii následuje ocenění za literaturu, za mír a za ekonomii.
Slavnostní předání cen je plánované na 10. prosince, tedy na výročí úmrtí zakladatele ceny a vynálezce dynamitu Alfreda Nobela. S cenou se letos pojí odměna ve výši 11 milionů švédských korun (23 milionů korun).
