Нобелевская премия по химии присуждена за открытие и синтез квантовых точек

Нобелевские лауреаты открыли новые направления и возможности в самых разных сферах знаний.
Нобелевские лауреаты открыли новые направления и возможности в самых разных сферах знаний. / GettyImages
Нобелевский комитет Королевской академии наук на официальной церемонии объявил лауреатов Нобелевской премии по химии 2023 года. Ими, как и было заявлено в разосланном утром прежде времени релизе учреждения, стали американцы Мунги Бавенди и Луиc Брюс, а также россиянин Алексей Екимов. Премия присуждена "за открытие и синтез квантовых точек", говорится в решении Нобелевского комитета.

Квантовые точки - наночастицы, размер которых определяет их свойства, говорится в пресс-релизе учреждения. Они применяются для создания светодиодов, к примеру, для дисплеев телевизоров, а также используются в медицине.

"Независимо друг от друга Екимову и Брюсу удалось создать квантовые точки, а Бавенди совершил революцию в химическом производстве", - пояснила академия.

Квантовые точки сделали видимыми органы, которые не прозрачны для другой диагностики

В будущем квантовые точки могут способствовать созданию гибкой электроники, крошечных датчиков, более тонких солнечных элементов и зашифрованной квантовой связи", а изучение потенциала этих наночастиц только началось.

Среди отечественных ученых единственным лауреатом Нобелевской премии по химии и был академик Николай Семенов, награжденный в 1956 года.

Как все началось

Алексей Онущенко, ведущий научный сотрудник АО "Научно-производственное объединение "Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова", Санкт-Петербург:

- Наша с Алексеем Ивановичем Екимовым пионерская статья опубликована в 1981 году. Кстати, она до сих пор цитируется. В ней показано, что существует зависимость спектра излучения и поглощения наночастицы из полупроводника от размера наночастицы из полупроводника.

А с чего все началось? У нас в институте разрабатывались фотохромные стекла, которые должны менять окраску под действием света. Когда стали изучать такие материалы, то обнаружилась странная вещь. Обычно, чтобы изменить окраску стекла, в него вводили разные вещества. А тут мы увидели, что из одного и того же материала можно получить разные цвета. Но для этого материал надо сделать в виде наночастицы и менять ее размер. Вот эти давние работы и открыли целое направление в науке, которое сегодня бурно развивается.

Комментарий

Роман Васильев, доктор химических наук, МГУ:

- Квантовая точка - это, по сути, наночастица, но специальная, она сделана из полупроводника. Она может состоять из тысяч атомов, а может из нескольких, например, у нас толщина 5 атомов.

В чем достоинство квантовых точек? Вот, скажем, у кремния жесткие спектры излучения и поглощения. Только так и не иначе. Но если размер кремния уменьшить до атомов, то манипулируя размерами, можете сделать гирлянду, где кремний или какой то другой материал будет давать все цвета спектра.

Это открывает огромные возможности. Квантовые точки обладают уникальными оптическими и электрическими свойствами, благодаря которым могут быть использованы в самых разных областях знаний - радиоэлектронике, строительстве, оптике, биологии. Особо скажу о медицине. Они позволяют сделать видимыми органы, которые прозрачны для других видов диагностики. Например, можно внести раствор квантовых точек внутривенно, и тогда их свечение позволить изучить структуру кровеносной системы, движение крови и лекарственных средств по ней, обнаружить мельчайшие повреждения сосудов и аневризмы. Или применять для накопления в раковой опухоли. То есть, ее можно наблюдать, что позволит хирургу увидеть, удалены ли все метастазы. Кроме того, квантовые точки могут переносить лекарственные средства и антитела для опухолевых клеток.

Эту работу несколько раз номинировали на премию, и вот сейчас она получила достойное признание.

Справка "РГ"

Алексей Иванович Екимов родился 28 февраля 1945 году. В 1967 году окончил Ленинградский государственный университет. В 1974 году в Физико-техническом институте им. А. Ф. Иоффе защитил кандидатскую диссертацию по теме "Оптическая ориентация спинов носителей в полупроводниках", а в 1989 году стал доктором физико-математических наук. С 1977 года работал в Государственном оптическом институте им. С. И. Вавилова (ныне АО "Научно-производственное объединение "Государственный оптический институт им. С. И. Вавилова", Санкт-Петербург). В 1999 году стал ведущим научным сотрудником компании Nanocrystals Technology (Нью-Йорк, США). Был приглашенным профессором в Политехнической школе в Париже и Университете Клода Бернара в Лионе (Франция), в Институте Макса Планка в Мюнхене (Германия) и Осакском университете (Япония). Алексей Екимов - специалист в области физики твердого тела и оптики, автор более 100 научных работ и нескольких изобретений.

Поделиться