Tegorocznymi laureatami zostali Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus i Alexei I. Ekimov. Kapituła wyróżniła ich za odkrycie oraz syntezę kropek kwantowych
Komentarze ekspertek i ekspertów centrum informacyjnego Tygodnia Noblowskiego Centrum Współpracy i Dialogu UW:
Dr hab. Wiktor Lewandowski, prof. ucz. – Zakład Chemii Organicznej i Technologii Chemicznej, Wydział Chemii UW
Odkrycie to związane jest z nanotechnologią i tym, że jeśli badamy materiał, który normalnie znamy ze skali makroskopowej, w tym przypadku materiały półprzewodnikowe, to po rozdrobnieniu tego materiału do bardzo małych rozmiarów możemy oczekiwać pojawienia się pewnych nowych właściwości. Tymi właściwościami, które są podstawowo wymieniane w trakcie omawiania tegorocznej Nagrody Nobla, jest emisja światła przez materiały półprzewodnikowe, które są bardzo małe w skali 2:10 nanometrów. Te materiały potrafią emitować światło wzbudzone, które jest bardzo dobrze zdefiniowane i które można kontrolować za pomocą wielkości tych materiałów. Są one już wykorzystywane w niektórych seriach telewizorów. – Do tej pory wykorzystywano głównie związki organiczne, które są dużo mniej żywotne. Za każdym razem, gdy chciano wyznakować jedną bądź drugą część komórki, trzeba było syntezować nowe związki i badać, jaką mają emisję. Jeżeli naświetlimy je dosyć intensywnym światłem, to po pewnym czasie te związki organiczne przestają świecić. Pod tym kątem kropki kwantowe są dużo bardziej wydajne, jest je łatwiej modyfikować, dlatego, że korzystając właściwie z jednego materiału i jednego przepisu, a zmieniając dosłownie jeden element w tej syntezie, jesteśmy w stanie uzyskać stabilne materiały o bardzo różnych barwach emisji, które możemy dosyć długo naświetlać. Pozwalają też na coś, co nie do końca jest możliwe ze związkami organicznymi, czyli na emisję o bardzo wysokiej rozdzielczości, tzw. super rozdzielczości. Wykorzystując fakt, że kropki kwantowe przez chwilę emitują światło, później gasną, emitują, gasną – można uzyskać efekt, który pozwala na zwiększenie precyzji w obrazowaniu komórek.
Dr Maria Górna – Zakład Chemii Teoretycznej i Strukturalnej, Wydział Chemii UW
Dzisiejsza Nagroda Nobla to wyróżnienie osiągnięć technologii, nanotechnologii i chemii. Wszelkiego rodzaju znaczniki, które emitują światło, mogą zostać wykorzystane np. do obrazowania podczas operacji chirurgicznych bądź w badaniach biologicznych tkanek i komórek. Na pewno jest to osiągnięcie, które jest bardzo chemiczne, czyli tu w tym przypadku Nagroda Nobla z chemii rzeczywiście została przyznana chemikom, którzy dokonali odkrycia i opracowania metody syntezy takich nanocząstek.
Prof. dr hab. Paweł Kulesza – Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, Wydział Chemii UW
Ta nagroda jest wskazaniem na dziedzinę. Wydaje mi się, że przyczyniło się do tego to, że nanostruktury, które tutaj są nanokropkami kwantowymi, okazały się stabilne w wielu zastosowaniach. Oznacza to ogromne perspektywy. To tak, jakbyśmy cząsteczki złota obrobili na poziomie nonometrów, one w zasadzie przestają wtedy być złotem, bo mają nawet inne konfiguracje elektronowe. Półprzewodniki też mogą zmienić swój charakter. Inne jeszcze struktury wprowadzone w tak niewielkim stopniu mogą wykazywać zupełnie nowe właściwości elektronowe i zdolności do aktywacji. Myślę, że to daje ogromne możliwości zastosowań odkrycia w samej chemii. Co do medycyny, to jestem przekonany, że ta nagroda wzbudzi ogromne zainteresowanie w kierunku nowej diagnostyki medycznej. Choćby nawet ta dyskusja o zmianie kolorów, którą zainicjował przedstawiciel Komitetu Noblowskiego, wskazuje na to, że możemy wywołać i uzyskać różne inne efekty. Mamy teraz ogromne zainteresowanie półprzewodnikami, nawet w energetyce słonecznej. Są też przymiarki np. do produkowania wodoru. Możemy sobie wyobrazić, że teraz będzie zupełnie inna zdolność i działanie półprzewodników. Jest też szansa na to, że z wydajności paroprocentowych wejdziemy na wydajność rzędu dziesięciu czy kilkunastu procent i to staje się już bardziej opłacalne. Jest to, moim zdaniem, sygnał dla wszystkich badaczy, którzy są blisko tej dziedziny, że może warto zająć się tym tematem w jeszcze większym stopniu.
Prof. dr hab. Jacek Jemielity – Centrum Nowych Technologii, CeNT UW
Kropki kwantowe to piękne połączenie różnych obszarów chemii. Jest to teoria kwantowa, która została wykorzystana w nanotechnologii obiektów wywodzących się bezpośrednio z chemii nieorganicznej, a mają bardzo duże zastosowanie w chemii biologicznej, w diagnostyce medycyny. Dotyczy też zjawiska, które bardzo często jest nagradzane, jest niezwykle istotne, czyli fluorescencji, niezwykle czułej metody. Mieliśmy już przecież Nagrodę Nobla za białka fluorescencyjne. Fluorescencję możemy również obserwować w układach żywych, dzięki małocząsteczkowym związkom z chemii organicznej. W tej chwili mamy kropki kwantowe, które uzupełniają ten zestaw i z całą pewnością znajdą zastosowanie. W kontekście biologicznym kropki kwantowe również są atrakcyjne. Dzięki temu, że posiadają bardzo wąskie pasma emisji, możemy wygenerować takie światełka w bardzo różnych kolorach i dość podobne elementy wyznakować różnymi kolorami i obserwować w komórce współgranie oraz zachowanie wielu różnokolorowych elementów.
Prof. dr hab. Sławomir Sęk – Zakład Chemii Nieorganicznej i Analitycznej, Wydział Chemii UW
Jeśli chodzi o konkretne zastosowania, to ja widziałbym tutaj nawiązanie do fotowoltaiki czy generowania energii w ten sposób. Możemy sobie wyobrazić wykorzystanie kropek kwantowych chociażby w szybach, które znajdują się w naszych oknach. Wówczas takie funkcjonalne okna pełniłyby rolę również rezerwuarów energii – paneli, które dostarczają energię. Z punktu widzenia medycyny też możemy sobie wyobrazić mnóstwo zastosowań. Widzę duże możliwości, jeśli chodzi o obrazowanie np. zachowania komórek zmienionych nowotworowo, wyznaczonych znacznikami z kropek kwantowych albo np. śledzenie dystrybucji leków w organizmie dzięki właśnie szczególnym właściwościom fluorescencyjnym.
źródło: Centrum Współpracy i Dialogu UW
