Il Premio Nobel per la Chimica 2023 agli inventori dei quantum dots

Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus e Alexei I. Ekimov hanno vinto il Premio Nobel per la Chimica 2023 per la scoperta e la sintesi dei punti quantici.

Moungi G. Bawendi, nato a Parigi nel 1961, insegna al Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Cambridge (USA).
Louis E. Brus, nato a Cleveland nel 1943, è professore alla Columbia University di New York (USA).
Alexei I. Ekimov, nato nel 1945 nell’Ex Unione Sovietica, è stato direttore scientifico della Nanocrystals Technology Inc. di New York (USA).

I colori alle nanotecnologie. Il Nobel per la Chimica di quest’anno premia la scoperta e lo sviluppo dei punti quantici o punti quantistici (quantum dots), nanoparticelle così piccole che le loro dimensioni determinano le loro proprietà. Queste nanostrutture, le più piccole componenti delle nanotecnologie, hanno infatti proprietà uniche e oggi diffondono la loro luce negli schermi delle televisioni e delle lampade a LED, catalizzano reazioni chimiche o ancora illuminano i tessuti tumorali da rimuovere in sala operatoria.

Finora la ricerca ha utilizzato i punti quantici soprattutto per creare luce colorata, ma si ritiene che in futuro contribuiranno agli sviluppi di elettronica flessibile, di minuscoli sensori, di celle solari più sottili e forse anche di comunicazione quantistica crittografata.

Dimensioni che contano. Studiando la chimica si impara che le proprietà di un elemento sono governate dal suo numero di elettroni. Tuttavia, quando la materia si riduce fino a dimensioni nanometriche, emergono fenomeni quantistici che sono governati invece dalle dimensioni della materia stessa. Gli scienziati premiati con il Nobel per la Chimica 2023 sono riusciti a produrre particelle talmente piccole che le loro proprietà sono determinate da fenomeni quantistici. Queste particelle che oggi sono chiamate punti quantici sono di fondamentale importanza per le nanotecnologie.

Dalla teoria alla pratica. Per decenni i fenomeni quantici nel nanomondo erano rimasti una semplice previsione. Nel 1937 il fisico tedesco Herbert Fröhlich aveva predetto che le nanoparticelle non si comportano come tutte le altre particelle. Aveva infatti esplorato le conseguenze teoriche della famosa Equazione di Schrödinger che descrive l’evoluzione temporale dello stato di un sistema (l’elettrone in questo caso): in base ad essa, quando le particelle diventano incredibilmente piccole, c’è meno spazio per…