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蒙吉·巴文迪、路易斯·布魯斯、阿列克謝·葉基莫夫（從左至右）三位科學(xué)家獲得2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。圖/諾貝爾獎(jiǎng)官網(wǎng)
10月4日，2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)公布了獲獎(jiǎng)名單。
據(jù)新京報(bào)報(bào)道，瑞典皇家科學(xué)院10月4日宣布，將2023年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予蒙吉·巴文迪、路易斯·布魯斯和阿列克謝·葉基莫夫，以表彰他們?cè)诎l(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)方面所作出的貢獻(xiàn)。
量子點(diǎn)是什么？估計(jì)相當(dāng)多的人對(duì)這一術(shù)語都如墜五里霧中。但只要知道，是這個(gè)發(fā)現(xiàn)讓人們的生活更絢麗多彩，就會(huì)獲得一定程度的理解。今天，人們觀看的彩電、電腦和手機(jī)屏幕中的環(huán)境、人物和各種物體能夠五彩繽紛的呈現(xiàn)，都與量子點(diǎn)技術(shù)有關(guān)。
量子點(diǎn)是一種納米級(jí)別的半導(dǎo)體，對(duì)其施加一定的電場(chǎng)或光壓，它們便會(huì)發(fā)出特定頻率的光，而且發(fā)光的頻率還會(huì)隨著半導(dǎo)體尺寸的改變而變化。通過調(diào)節(jié)這種納米半導(dǎo)體的尺寸，就可以控制其發(fā)光的顏色。
由于這種納米半導(dǎo)體擁有限制電子和電子空穴的特性，這種特性類似于自然界中的原子或分子，因而被稱為量子點(diǎn)，也稱為“人造原子”或“量子點(diǎn)原子”。
其實(shí)，物理學(xué)家早就知道，理論上納米粒子中可能會(huì)出現(xiàn)與尺寸相關(guān)的量子效應(yīng)，但過去幾乎不可能在納米尺寸中發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)，因此也很少有人相信量子點(diǎn)存在于人們的生活中。不過，科學(xué)探索改變了人們的認(rèn)知。
上世紀(jì)80年代初期，葉基莫夫成功地在彩色玻璃中創(chuàng)造了與尺寸相關(guān)的量子點(diǎn)，并產(chǎn)生了原來不曾有的顏色。顏色來自氯化銅的納米顆粒，葉基莫夫證明納米顆粒大小可通過量子點(diǎn)影響玻璃的顏色。
幾年后，布魯斯成為世界上第一位證明在流體中自由漂浮的粒子中與尺寸相關(guān)的量子點(diǎn)的科學(xué)家。1993年，巴文迪又徹底改變了量子點(diǎn)的化學(xué)生產(chǎn)，產(chǎn)生了近乎完美的粒子，由此讓量子點(diǎn)技術(shù)逐步應(yīng)用于人類的生活、生產(chǎn)和娛樂等。
到今天，量子點(diǎn)已經(jīng)更加精細(xì)和廣泛地照亮了人們的生活。比如，家庭常見的液晶電視，就融入了量子點(diǎn)技術(shù)。有了量子點(diǎn)的加持，電視屏幕越來越大，色彩也越來越亮麗，光感度也越來越強(qiáng)。
量子點(diǎn)技術(shù)在科研和生產(chǎn)中的應(yīng)用，則更為廣泛和尖端。量子點(diǎn)可用于生物分子標(biāo)記，如標(biāo)記寡核苷酸探針，用于基因芯片或蛋白質(zhì)芯片的檢測(cè)。這種光譜編碼技術(shù)，為基因表達(dá)的研究、高通量篩選試驗(yàn)以及臨床醫(yī)學(xué)診斷等提供了可能。
量子點(diǎn)技術(shù)也可以進(jìn)行免疫標(biāo)記。將量子點(diǎn)與已知抗體相連，形成探針，采用親和色譜技術(shù)純化這種探針，并用于酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)，可對(duì)葡萄球菌腸毒素等進(jìn)行測(cè)定，敏感性很高。
量子點(diǎn)技術(shù)還可用于細(xì)菌和細(xì)胞標(biāo)記。利用細(xì)菌和真菌表面的受體，如糖蛋白作為與量子點(diǎn)共軛的目標(biāo)連接分子，就可以檢測(cè)特定微生物，因而能幫助診斷和治療。
未來，量子點(diǎn)技術(shù)的應(yīng)用范圍會(huì)更大，通過量子點(diǎn)，人們還能觀察到七彩以外的更多色彩。而且，由于量子點(diǎn)技術(shù)本質(zhì)上是一種高效的光電轉(zhuǎn)化技術(shù)，量子點(diǎn)有可能是人類有史以來發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的發(fā)光材料。
感謝三位科學(xué)家以及同一領(lǐng)域的其他科學(xué)家，是他們，通過量子點(diǎn)技術(shù)，讓今天的人們可以生活在更加流光溢彩、絢麗多姿的彩色世界里。
