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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。圖/諾貝爾獎官網(wǎng)
10月4日，2023年諾貝爾化學(xué)獎公布了獲獎名單。
據(jù)新京報報道，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，以表彰他們在發(fā)現(xiàn)和合成量子點方面所作出的貢獻。
量子點是什么？估計相當(dāng)多的人對這一術(shù)語都如墜五里霧中。但只要知道，是這個發(fā)現(xiàn)讓人們的生活更絢麗多彩，就會獲得一定程度的理解。今天，人們觀看的彩電、電腦和手機屏幕中的環(huán)境、人物和各種物體能夠五彩繽紛的呈現(xiàn)，都與量子點技術(shù)有關(guān)。
量子點是一種納米級別的半導(dǎo)體，對其施加一定的電場或光壓，它們便會發(fā)出特定頻率的光，而且發(fā)光的頻率還會隨著半導(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，也稱為“人造原子”或“量子點原子”。
其實，物理學(xué)家早就知道，理論上納米粒子中可能會出現(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，因此也很少有人相信量子點存在于人們的生活中。不過，科學(xué)探索改變了人們的認知。
上世紀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，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)的量子點的科學(xué)家。1993年，巴文迪又徹底改變了量子點的化學(xué)生產(chǎn)，產(chǎn)生了近乎完美的粒子，由此讓量子點技術(shù)逐步應(yīng)用于人類的生活、生產(chǎn)和娛樂等。
到今天，量子點已經(jīng)更加精細和廣泛地照亮了人們的生活。比如，家庭常見的液晶電視，就融入了量子點技術(shù)。有了量子點的加持，電視屏幕越來越大，色彩也越來越亮麗，光感度也越來越強。
量子點技術(shù)在科研和生產(chǎn)中的應(yīng)用，則更為廣泛和尖端。量子點可用于生物分子標記，如標記寡核苷酸探針，用于基因芯片或蛋白質(zhì)芯片的檢測。這種光譜編碼技術(shù)，為基因表達的研究、高通量篩選試驗以及臨床醫(yī)學(xué)診斷等提供了可能。
量子點技術(shù)也可以進行免疫標記。將量子點與已知抗體相連，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，可對葡萄球菌腸毒素等進行測定，敏感性很高。
量子點技術(shù)還可用于細菌和細胞標記。利用細菌和真菌表面的受體，如糖蛋白作為與量子點共軛的目標連接分子，就可以檢測特定微生物，因而能幫助診斷和治療。
未來，量子點技術(shù)的應(yīng)用范圍會更大，通過量子點，人們還能觀察到七彩以外的更多色彩。而且，由于量子點技術(shù)本質(zhì)上是一種高效的光電轉(zhuǎn)化技術(shù)，量子點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。
