/ miércoles 4 de octubre de 2023

Premio Nobel de Química: qué es la nanotecnología con punto cuánticos y dónde se usa

El hallazgo y desarrollo de los puntos cuánticos han revolucionado la nanotecnología y tienen múltiples aplicaciones en medicina y química

La entrega de los Premios Nobel 2023 sigue entregando grandes premios a las mentes más brillantes del mundo. No sólo se premia la inteligencia, los Nobel son un agradecimiento a las contribuciones que han hecho los científicos en temas de salud, tecnología o artes.

En este tercer día se entregó el premio Nobel de Química al francés Moungi Bawendi, el estadounidense Louis Brus y el ruso Alexei Ekimov, por sus investigaciones sobre las nanopartículas.

¿De qué trata la investigación de este grupo de científicos?

El hallazgo y desarrollo de los puntos cuánticos han revolucionado la nanotecnología y tienen múltiples aplicaciones en electrónica, medicina y química. Los puntos cuánticos son nanocristales de semiconductores, de entre 2 y 10 nanómetros de diámetro. Un nanómetro es una milmillonésima parte de un metro.

Estas partículas tan pequeñas iluminan pantallas de ordenadores y televisores, así como lámparas LED, y son usadas para provocar reacciones químicas o para extirpar tumores. En este caso, el grupo de científicos creó puntos cuánticos y transformó los métodos para producirlos mejorando su calidad, lo que permitió su uso en nanotecnología.

Desde hace décadas los científicos especularon que las nanopartículas podían tener características inusuales y, a través de herramientas matemáticas, predijeron numerosos efectos cuánticos dependientes del tamaño; sin embargo, carecían de la tecnología necesaria para probarlo en la práctica.

A finales de la década de 1970, Alexei Ekimov se empezó a interesar en cómo una misma sustancia podía producir vidrios de distintos colores y usó semiconductores para examinar esos vidrios.


Desde hace décadas los científicos especularon que las nanopartículas podían tener características inusuales


Ekimov decidió elaborar cristales coloreados con cloruro de cobre, luego calentó el vidrio fundido y, una vez enfriado y endurecido, lo pasó por rayos X, descubriendo que la absorción de luz se veía afectada por el tamaño de las partículas:esta fue la primera vez que alguien produjo de forma deliberada puntos cuánticos.

Dos años más tarde, Louis Brus se convirtió en el primer investigador en descubrir efectos cuánticos dependientes del tamaño en partículas flotando de forma libre en un fluido.

Mientras trabajaba en cómo usar la energía solar para provocar reacciones químicas, Brus decidió usar partículas de sulfuro de cadmio, que pueden capturar la luz, con un resultado sorprendente: las de mayor tamaño absorbían la luz a longitud de onda habitual, pero las más pequeñas tenían una absorción que cambiaba hacia el color azul.

Brus advirtió que había observado un efecto cuántico dependiente del tamaño y publicó su hallazgo.

Pero el método desarrollado por este científico estadounidense tenía un problema: la calidad de las nanopartículas era impredecible y muchas contenían a menudo defectos, lo que limitaba sus aplicaciones.


Premios Nobel de Química 2023. Foto: EFE


Bawendi, entonces un estudiante de postdoctorado, se incorporó en 1988 al laboratorio del estadounidense Louis Brus, donde desarrolló nuevos métodos para mejorar la producción de puntos cuánticos, lo cual perfeccionó en el Tecnológico de Massachusetts, EU.

Fue en 1993 cuando tantos esfuerzos dieron frutos: inyectando las substancias que luego formarían nanocristales en un disolvente calentado, saturó la solución, lo que hizo que se empezaran a formar de modo simultáneo diminutos embriones de cristal y, variando la temperatura, crearon cristales de distinto tamaño.

Los cristales producidos eran "casi perfectos" y provocaban diferentes efectos cuánticos, lo que abrió el camino para que más científicos empezaran a trabajar con la nanotecnología y con las propiedades únicas de los puntos cuánticos.

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Los tres compartirán los 11 millones de coronas suecas (casi un millón de euros) que dan este año a todos los Nobel.

Con información de EFE y AFP

La entrega de los Premios Nobel 2023 sigue entregando grandes premios a las mentes más brillantes del mundo. No sólo se premia la inteligencia, los Nobel son un agradecimiento a las contribuciones que han hecho los científicos en temas de salud, tecnología o artes.

En este tercer día se entregó el premio Nobel de Química al francés Moungi Bawendi, el estadounidense Louis Brus y el ruso Alexei Ekimov, por sus investigaciones sobre las nanopartículas.

¿De qué trata la investigación de este grupo de científicos?

El hallazgo y desarrollo de los puntos cuánticos han revolucionado la nanotecnología y tienen múltiples aplicaciones en electrónica, medicina y química. Los puntos cuánticos son nanocristales de semiconductores, de entre 2 y 10 nanómetros de diámetro. Un nanómetro es una milmillonésima parte de un metro.

Estas partículas tan pequeñas iluminan pantallas de ordenadores y televisores, así como lámparas LED, y son usadas para provocar reacciones químicas o para extirpar tumores. En este caso, el grupo de científicos creó puntos cuánticos y transformó los métodos para producirlos mejorando su calidad, lo que permitió su uso en nanotecnología.

Desde hace décadas los científicos especularon que las nanopartículas podían tener características inusuales y, a través de herramientas matemáticas, predijeron numerosos efectos cuánticos dependientes del tamaño; sin embargo, carecían de la tecnología necesaria para probarlo en la práctica.

A finales de la década de 1970, Alexei Ekimov se empezó a interesar en cómo una misma sustancia podía producir vidrios de distintos colores y usó semiconductores para examinar esos vidrios.


Desde hace décadas los científicos especularon que las nanopartículas podían tener características inusuales


Ekimov decidió elaborar cristales coloreados con cloruro de cobre, luego calentó el vidrio fundido y, una vez enfriado y endurecido, lo pasó por rayos X, descubriendo que la absorción de luz se veía afectada por el tamaño de las partículas:esta fue la primera vez que alguien produjo de forma deliberada puntos cuánticos.

Dos años más tarde, Louis Brus se convirtió en el primer investigador en descubrir efectos cuánticos dependientes del tamaño en partículas flotando de forma libre en un fluido.

Mientras trabajaba en cómo usar la energía solar para provocar reacciones químicas, Brus decidió usar partículas de sulfuro de cadmio, que pueden capturar la luz, con un resultado sorprendente: las de mayor tamaño absorbían la luz a longitud de onda habitual, pero las más pequeñas tenían una absorción que cambiaba hacia el color azul.

Brus advirtió que había observado un efecto cuántico dependiente del tamaño y publicó su hallazgo.

Pero el método desarrollado por este científico estadounidense tenía un problema: la calidad de las nanopartículas era impredecible y muchas contenían a menudo defectos, lo que limitaba sus aplicaciones.


Premios Nobel de Química 2023. Foto: EFE


Bawendi, entonces un estudiante de postdoctorado, se incorporó en 1988 al laboratorio del estadounidense Louis Brus, donde desarrolló nuevos métodos para mejorar la producción de puntos cuánticos, lo cual perfeccionó en el Tecnológico de Massachusetts, EU.

Fue en 1993 cuando tantos esfuerzos dieron frutos: inyectando las substancias que luego formarían nanocristales en un disolvente calentado, saturó la solución, lo que hizo que se empezaran a formar de modo simultáneo diminutos embriones de cristal y, variando la temperatura, crearon cristales de distinto tamaño.

Los cristales producidos eran "casi perfectos" y provocaban diferentes efectos cuánticos, lo que abrió el camino para que más científicos empezaran a trabajar con la nanotecnología y con las propiedades únicas de los puntos cuánticos.

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Los tres compartirán los 11 millones de coronas suecas (casi un millón de euros) que dan este año a todos los Nobel.

Con información de EFE y AFP

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