【化学奖】2023年诺贝尔奖佳作推荐

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诺贝尔化学奖颁给了Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus和Alexei I. Ekimov，以表彰他们在量子点的发现和发展上所做的贡献。量子点是一种微小的粒子，拥有独特的属性，并且现在已经广泛应用在电视屏幕和LED灯中。它们能催化化学反应，其明亮的光可以为外科医生照亮肿瘤组织。这些科学家的工作使人类能够利用纳米世界的一些奇特属性。量子点现在被发现在商业产品中，并且在许多科学学科中被使用，从物理学、化学到医学。

量子点的发现和发展

量子点是一种纳米级的粒子，其特性主要由量子效应决定。在1980年代初，Louis Brus和Alexei Ekimov独立成功地创建了量子点。到了1993年，Moungi Bawendi革命性地提高了制造量子点的方法，极大提高了它们的质量，这是它们在今天的纳米技术中被使用的关键前提。

纳米世界的量子现象

当物质的大小开始以毫米的百万分之一来衡量时，会开始发生一些挑战我们直觉的奇异现象——量子效应。这些效应在理论上预测了纳米粒子将展现出不同于其他粒子的行为。例如，当粒子变得极小时，物质的电子的空间就减少了，这导致了材料属性的剧烈变化。

量子效应的实用化

尽管在1970年代，研究人员确实成功地制造了这样的纳米结构，并且能够展示涂层的光学属性如何依其薄厚度变化，但这个实验需要非常先进的技术。研究人员需要超高真空和接近绝对零度的温度，所以很少有人预期量子力学现象会被投入实际使用。

量子点的商业应用

量子点现在是纳米技术工具箱的一个重要部分，并且被发现在商业产品中。研究人员主要利用量子点来创建彩色光。如果量子点被蓝光照亮，它们会吸收光并发出不同的颜色。通过修改粒子的大小，可以精确确定它们应该发出的颜色。

关键研究 1

Ekimov, A. I. (1981). Quantum size effect in three-dimensional microscopic semiconductor crystals. Jetp Lett., 34, 345.

论文链接：https://cir.nii.ac.jp/crid/1370858608330240018

Readpaper链接：https://readpaper.com/paper/1637248356

关键研究 2

Rossetti, R., & Brus, L. (1982). Electron-hole recombination emission as a probe of surface chemistry in aqueous cadmium sulfide colloids. The Journal of Physical Chemistry, 86(23), 4470-4472.

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/j100220a003

Readpaper链接：https://readpaper.com/paper/2057914760

关键研究 3

Murray, C., Norris, D. J., & Bawendi, M. G. (1993). Synthesis and characterization of nearly monodisperse CdE (E= sulfur, selenium, tellurium) semiconductor nanocrystallites. Journal of the American Chemical Society, 115(19), 8706-8715.

论文链接：https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja00072a025

Readpaper链接：https://readpaper.com/paper/2025669689

特邀作者：日本早稻田大学计算机系博士 王军杰