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宝博体育2023年诺贝尔化学奖「闹乌龙」花落量子点领域可用于绘制生物组织图谱

  宝博体育而在正式宣布2023 年诺贝尔化学奖之前不久,Moungi G. Bawendi、Louis E. Brus 和 Alexey I. Ekimov 的获奖者身份被泄露。瑞典科学院诺贝尔化学委员会主席 Johan Åqvist 对此表示,这是由于“……瑞典皇家科学院的错误……尚未做出决定。获奖者尚未选定”。截至斯德哥尔摩时间上午 11:52,获奖者已被确认与提前宣布的获奖者相同。

  Moungi G. Bawendi,1961 年出生于法国巴黎;1988年获得美国伊利诺伊州芝加哥大学博士学位。美国马萨诸塞州剑桥市麻省理工学院 (MIT) 教授,曾入选科睿唯安公布的 2020 年度“引文桂冠奖”名单。

  他实验室的研究内容涵盖从电光和生物学基础知识到的应用。所有这一切的研究基础是持续不断的合成工作,以解决制造纳米晶体和纳米晶体异质结构的新组成和形态以及新配体的挑战,以便将纳米晶体纳入有机/无机混合器件或生物系统中。

  基本的光谱焦点主要集中在单点水平,实验室目前正在开发在 100 皮秒到 1 毫秒时间尺度上探测点电子结构动态特性的方法。该小组还使用集合时间分辨方法以及单量子点相关光谱研究各种量子点中多激子的物理现象。他们正在团队内部以及与合作者一起研究点或点/有机混合物的薄膜的电荷传输特性。这些基本的传输特性对于设计诸如基于电量子点的驱动光发射器、激光器、光电探测器和光伏器件等设备至关重要宝博体育。

  Moungi G. Bawendi实验室正在与和合作者一起研究以下三类设备。在生物学和生物医学方面,他们正在与许多生物学和医学团体合作,设计能够应对特定挑战的纳米晶体探针。其中包括选择性与细胞表面上的单个受体结合以用于跟踪应用的纳米晶体,构建可感知分析物以报告物种浓度的“智能”纳米晶体,例如pH值(这对于跟踪内吞途径和肿瘤微环境非常重要)宝博体育,以及系统性纳米晶体。并表征尺寸、形态、电荷和其他表面成分对纳米晶体吸收(或清除)的影响,最后的信息对于设计作为体内分子成像剂的纳米晶体探针至关重要。

  Louis E. Brus,1943 年出生于美国俄亥俄州克利夫兰;1969 年获得美国纽约哥伦比亚大学博士学位。美国纽约州哥伦比亚大学教授,曾入选科睿唯安公布的 2012 年度“引文桂冠奖”名单。

  Brus 的研究领域是材料的物理化学,特别是与光学和电子特性相关的化学。其团队试图弄清楚电子在做什么,这项工作包括理论建模、数值 DFT 计算、实验化学物理和合成化学。Brus 试图从分子特性来理解固态特性的尺寸演变。此外,Brus 还寻求通过动力学和热力学自组装方法创造具有纳米级结构的新材料。

  Alexei l. Ekimov1945 年 2 月 28 日出生,是一位俄罗斯固态物理学家,他在瓦维洛夫国立光学研究所工作时发现了被称为“量子点”的半导体纳米晶体。他因在半导体电子自旋取向方面的工作而获得 1975 年苏联国家科学与工程奖,还因“纳米晶体量子点的发现及其电子和光学性质的开创性研究”而获得 2006 年美国光学学会 R.W.Wood 奖,他目前就职于美国量子晶体科技公司。

  众所周知宝博体育,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;这些取决于物质的大小。2023 年诺贝尔化学奖获得者们成功制造出了如此小的粒子,其特性由量子现象决定。目前,这种被称为量子点的粒子在纳米技术中非常重要宝博体育。

  “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。”诺贝尔化学委员会主席 Johan Åqvist 说道。

  物理学家们已经知道,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。

  直到在 20 世纪 80 年代初,Alexei Ekimov成功在有色玻璃中创造了依赖于尺寸的量子效应。这些颜色来自氯化铜纳米颗粒,Alexei Ekimov证明了颗粒尺寸通过量子效应影响玻璃的颜色。

  几年后,Louis Brus 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。他是胶体半导体纳米晶体即量子点的发现者,现在是哥伦比亚大学的 SL Mitchell 化学教授。

  1993 年,Moungi Bawendi 彻底改变了量子点的化学生产方式,生产出了近乎完美的粒子,这种高质量对于量子点在应用中的使用十分必要。

  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,生物化学家和医生能够使用它们来绘制生物组织图谱,还可以指导外科医生切除肿瘤组织等。

  量子点正在为人类带来最大的福祉。研究人员相信宝博体育,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——所以我们刚刚开始探索这些微小颗粒的潜力。

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