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2023年诺奖揭晓,量子点又是啥?

出品|虎嗅医疗组

作者|陈广晶

编辑|廖影

头图|诺贝尔奖委员会官网

又到了跟着诺贝尔奖学知识的时间了。

就在刚刚,备受关注的诺贝尔奖化学奖揭晓,本次获奖的是美国麻省理工学院教授蒙吉·G·巴文迪(Moungi G. Bawendi)、美国哥伦比亚大学教授路易斯·E·布鲁斯(Louis E. Brus)和美国纳米晶体科技公司科学家阿列克谢·伊基莫夫(Alexey I. Ekimov),获奖理由是:表彰他们在“量子点”发现和发展方面的贡献。

上述三人将平分1100万瑞典克朗(相当于726.55万元人民币)的奖金。

值得注意的是,本届诺贝尔化学奖延续了一直以来丰富多彩的路线,又一次颁给“跨界”学科——量子点与物理、材料科学密切相关,而非纯化学。诺奖委员会盛赞他们为“纳米技术增添了色彩”。


那么量子点又是什么?有什么用?

来自诺奖委员会官网

所谓的“量子点”,属于半导体范畴,只有1到10纳米,根据材料不同包括:硒化镉量子点、二氧化硅修饰石墨烯量子点等。

量子点也被称为“人造原子”“超晶格”。在材料相同的情况下,不同尺寸会表现出独特的性质,比如发出不同波长的光。作为一种非常稳定的荧光工具,量子点还可以将荧光亮度提高几个数量级。

2002年开始进入商业化阶段以后,量子点成为是OLED之后的第三代液晶屏材料;在医学上,量子点催化化学反应,可以在外科肿瘤手术中提供更清晰的照明。

从量子点的发现历史看,1981年,当时还在圣彼得堡瓦维洛夫国立光学研究所的阿列克谢·伊基莫夫首次在玻璃基质中发现了量子点;当时在新泽西州AT&T贝尔实验室的路易斯·E·布鲁斯发现了量子点胶体溶液,他最初将其称为“小型半导体微晶”。

蒙吉·G·巴文迪则是量子点合成领域的开创者。在他的办公室有一台电视机,是世界上第一台量子点电视,用的是含镉量子点,已经被禁止了——2013年欧盟相关部门通过了“在电子电器设备中限制使用某些有害物质指令”,根据这一指令,含镉量子点的电视在2016年后被禁止。

尽管对于其安全性,仍然有争论,量子点凭借独特的光学和电学性质,应用前景还是非常广阔的,除了上述提到的电视机等,还有太阳能电池、生物成像、药物递送以及量子计算机等领域。

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