2023 年诺贝尔化学奖简介及其他

诸平

量子点 (pdf)

粒子收缩时会产生量子效应 (pdf)

与芒吉·巴文迪如何产生量子点 (pdf)

瑞典皇家科学院（The Royal Swedish Academy of Sciences）决定将2023年诺贝尔化学奖授予美国麻省理工学院 (Massachusetts Institute of Technology简称MIT, Cambridge, MA, USA)的与芒吉·巴文迪（Moungi Bawendi）、美国哥伦比亚大学（Columbia University, New York, NY, USA）的路易斯·布鲁斯（Louis Brus）和美国纽约纳米晶体科技有限公司（Nanocrystals Technology Inc., New York, NY, USA）的阿列克谢·艾基莫夫（Alexei Ekimov），以表彰他们“发现和合成量子点（quantum dots）”。

阿莱克西·埃基莫夫和路易斯·布鲁斯各自独立地成功创造了量子点，而与芒吉·巴文迪则彻底改变了化学生产。这些成就代表了纳米技术的一个重要里程碑。这些微小颗粒具有独特的特性，现在可以通过电视屏幕和 LED 灯传播光线。它们催化化学反应，其清晰的光可以为外科医生照亮肿瘤组织。现在，量子点照亮了基于量子点发光二极管（quantum-dot light-emitting diode简称QLED）技术的计算机显示器和电视屏幕。它们还为一些 LED 灯的光线增添了细微差别，生物化学家和医生使用它们来绘制生物组织图。

他们为纳米技术播下了重要的种子

2023年诺贝尔化学奖奖励量子点的发现和开发，这种纳米颗粒非常微小，其尺寸决定了其特性。这些最小的纳米技术组件现在可以传播电视和 LED 灯发出的光，还可以指导外科医生切除肿瘤组织等。

每个研究化学的人都知道元素的性质取决于它拥有的电子数量。然而，当物质缩小到纳米尺寸时，就会出现量子现象；这些取决于其粒度的大小。2023 年诺贝尔化学奖获得者成功地制造出了如此小的粒子，其特性由量子现象决定。这种被称为量子点的粒子现在在纳米技术中非常重要。

“量子点具有许多令人着迷且不寻常的特性。重要的是，它们根据大小而具有不同的颜色，”诺贝尔奖化学委员会主席 Johan Åqvist 说道。

物理学家早就知道，理论上纳米粒子中可能会出现与尺寸相关的量子效应，但当时几乎不可能在纳米尺寸上进行雕刻。因此，很少有人相信这些知识会被付诸实践。

然而，在20世纪80年代初，阿列克谢·艾基莫夫成功地在有色玻璃中创造了依赖于尺寸的量子效应。颜色来自氯化铜纳米颗粒，阿莱克西·埃基莫夫证明颗粒尺寸通过量子效应影响玻璃的颜色。

几年后，路易斯·布鲁斯成为世界上第一位证明流体中自由漂浮的粒子的尺寸依赖性量子效应的科学家。

1993年，与芒吉·巴文迪彻底改变了量子点的化学生产方式，产生了近乎完美的粒子。这种高质量对于它们在应用中的使用是必要的。

现在，量子点照亮了基于QLED技术的计算机显示器和电视屏幕。它们还为一些 LED 灯的光线增添了细微差别，生物化学家和医生使用它们来绘制生物组织图。

量子点正在为人类带来最大的福祉。研究人员相信，未来它们可以为柔性电子产品、微型传感器、更薄的太阳能电池和加密量子通信做出贡献——所以我们才刚刚开始探索这些微小颗粒的潜力。

更多信息请注意浏览

科普背景：他们为纳米技术增添了色彩 (pdf)
科学背景：量子点 – 纳米科学的种子 (pdf)

获奖者简介：

与芒吉·巴文迪（Moungi G. Bawendi），1961年出生于法国巴黎(Paris, France)。1988年获得美国伊利诺伊州芝加哥大学(University of Chicago, IL, USA)博士学位。现任美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院 (MIT) 教授。

路易斯·布鲁斯（Louis Brus），1943年出生于美国俄亥俄州克利夫兰（Cleveland, OH, USA）。1969年获得美国纽约哥伦比亚大学（Columbia University, New York, NY, USA）博士学位。现任美国纽约州哥伦比亚大学教授。

阿列克谢·艾基莫夫（Alexei Ekimov），1945 年出生于前苏联（former USSR）。1974 年获得俄罗斯圣彼得堡 Ioffe 物理技术学院（ Ioffe Physical-Technical Institute, Saint Petersburg, Russia）博士学位。曾任美国纽约市纳米晶科技有限公司（Nanocrystals Technology Inc. ）首席科学家。

奖金金额：1100万瑞典克朗，由获奖者平分。

诺贝尔化学奖相关信息

1901~2023年间，共颁发了115届 诺贝尔化学奖。27次化学奖由三位获奖者分享。迄今为止，已有8名女性科学家获得化学奖。Frederick Sanger和Barry Sharpless两人曾两次获得化学奖。有史以来最年轻的化学奖获得者是弗雷德里克·约里奥（ Frédéric Joliot）获奖时仅35岁，他于1935年获得了诺贝尔化学奖。97岁是最年长的化学奖获得者和有史以来最年长的获奖者，他就是约翰·古迪纳夫（John B. Goodenough，1922-2023）。有关诺贝尔化学奖的更多事实和数据请注意浏览相关报道。