2023年诺贝尔化学奖授予“量子点的发现与合成”,这项成就是纳米技术与量子力学结合的典范,其应用更是与生产生活密切相关。量子点是纳米技术工具箱中重要的一部分,并出现在商业产品中。研究人员主要利用量子点来产生彩色光。如果用蓝光照射量子点,它们会吸收光并发射出不同的颜色。通过调整粒子的大小,人们可以保证它们会发出确切颜色的光。
1993年,Moungi Bawendi革新了制造量子点的方法,使其质量极高,这是它们在当今纳米技术中得以使用的重要前提条件。由于这些奖得主的工作,人类现在能够利用纳米世界的一些奇特性质。量子点现在已出现在商业产品中,并应用于许多科学领域,从物理学到化学,再到医学。
量子点的发光特性被应用于基于量子点发光二极管(QLED)技术的计算机和电视屏幕中,其中Q代表量子点。在这些屏幕中,蓝光是使用授予2014年诺贝尔物理学奖的高效能二极管产生的。量子点被用于改变部分蓝光的颜色,将其转变为红色或绿色。这就让电视屏幕能够产生所需的三原色光。
同样,量子点也被用于一些LED灯中,调节LED的色温。这样,灯光可以变得像白天日光那样充满活力,或者像昏暗的灯泡发出温暖的光芒那样沉静。量子点光也可以在生物化学和医学中使用。生物化学家将量子点连接到生物分子上,以标记细胞和器官;医生已经开始研究利用量子点在体内追踪肿瘤组织;化学家则利用量子点的催化性能来推动化学反应。
因此,量子点为人类带来了众多好处,而我们只是刚刚开始探索它们的潜力。研究人员相信,未来量子点可以为柔性电子、微小传感器、更薄的太阳能电池甚至加密的量子通信做出贡献。有一件事是确定的——我们还有很多关于令人惊叹的量子现象需要学习。因此,如果有一个12岁的多萝西在寻找冒险,纳米世界将会提供许多有趣的机会。