Wie heeft wat ontdekt?

Begin jaren tachtig smolt de in Rusland geboren natuurkundige Alexei Ekimov, een van de nieuwe laureaten van woensdag, gekleurd glas en maakte röntgenfoto's van de resultaten.

Hij merkte dat de kleinere deeltjes blauwer waren en besefte ook dat dit een kwantumeffect was.

Maar omdat het van glas was, was het materiaal niet gemakkelijk te manipuleren – en omdat het in een wetenschappelijk tijdschrift uit de Sovjet-Unie werd gepubliceerd, merkten weinigen het op.

Rond dezelfde tijd werd in de Verenigde Staten een andere nieuwe laureaat, Louis Brus, die zich niet bewust was van het werk van Ekimov, de eerste die dit kleurrijke kwantumeffect in een vloeibare oplossing ontdekte.

"Lange tijd dacht niemand dat je ooit zulke kleine deeltjes zou kunnen maken, en toch zijn de laureaten van dit jaar daarin geslaagd", aldus Johan Aqvist, lid van het Nobelcomité.

"Om kwantumdots echter echt nuttig te laten worden, moest je ze in oplossing kunnen maken met een uitstekende controle over hun grootte en oppervlak."

De derde nieuwe Nobelprijswinnaar, de in Frankrijk geboren Moungi Bawendi, vond in 1993 in zijn laboratorium aan het Massachusetts Institute of Technology een manier om precies dit te doen.

Door de temperatuur van een vloeibaar mengsel van deeltjes, colloïde genaamd, nauwkeurig te regelen, kon Bawendi nanokristallen laten groeien tot de exacte grootte die hij wilde, waardoor de weg werd vrijgemaakt voor massaproductie.

Waar worden ze voor gebruikt?

Het meest voorkomende dagelijkse gebruik van kwantumdots vindt waarschijnlijk plaats in "QLED"-televisies.

Cyril Aymonier, hoofd van het Franse Instituut voor Gecondenseerde Materie Chemie, vertelde AFP dat de nanokristallen "de resolutie van het scherm verbeteren en de kwaliteit van de kleur langer behouden".

Artsen gebruiken hun heldere fluorescentie ook om organen of tumoren in de lichamen van patiënten te benadrukken.

Frenette zei dat ze werkt aan diagnostische tests waarbij de stippen worden gebruikt als ‘bakens’ voor ziekten in medische monsters.

Eén probleem is dat de meeste kwantumdots worden gemaakt met behulp van cadmium, een giftig zwaar metaal.

Zowel Aymonier als Frenette zeiden dat ze werken aan kwantumdots die niet giftig zijn.

Toekomstig gebruik?

In de toekomst zouden kwantumdots het potentieel kunnen hebben om de efficiëntie van zonnecellen te verdubbelen, aldus Giordan.

Hun vreemde kwantumkrachten zouden twee keer zoveel elektronen kunnen produceren als de bestaande technologie, legde ze uit.

"Dat is verbazingwekkend, omdat we dichter bij de limiet van de huidige zonne-energiematerialen komen", voegde ze eraan toe.

Eerder gebruik?

Hoewel kwantumdots worden beschouwd als een van de meest vooruitstrevende wetenschapsgebieden, gebruiken mensen ze waarschijnlijk al eeuwenlang zonder het te weten.

De rode en gele tinten in glas-in-loodramen die teruggaan tot de 10e eeuw laten zien dat kunstenaars uit die tijd onbewust voordeel haalden uit technieken die resulteerden in kwantumdots, aldus wetenschappers.

© 2023 AFP