Nobelprijs Chemie naar drietal voor onderzoek naar kwantumstippen, gebruikt in tv-schermen en bij kankerbehandeling
De Nobelprijs voor Scheikunde gaat dit jaar naar drie winnaars: Moungi Bawendi, Louis Brus en Alexei Ekimov. Zij worden beloond voor hun onderzoek naar minuscule kwantumstippen. Die worden gebruikt in nanotechnologie, en vinden hun concrete toepassing in onder meer ledverlichting, computer- en televisieschermen en zelfs bij kankerbehandelingen.
De winnaars waren eigenlijk al uitgelekt in de Zweedse pers gisteren, maar het Nobelprijscomité zei in een reactie "dat er nog niks beslist was". Vanmiddag bleek dat de Zweedse journalisten het bij het rechte eind hadden. Een dergelijk lek is heel ongewoon. Het Nobelprijscomité onderzoekt nog wat er gebeurd is maar zat er duidelijk mee verveeld.
De drie werden uitgekozen "voor hun ontdekking van en onderzoek naar kwantumstippen", kondigde het Nobelprijscomité aan. "Ze zijn erin geslaagd om deeltjes te produceren die zo klein zijn dat speciale wetten gaan gehoorzamen." Het gaat om kwantumdeeltjes die ongeveer een miljoenste millimeter klein zijn.
BEKIJK - Onderzoek leidt onder meer tot betere televisies en accuratere kankeropsporing:
De grootte bepaalt de kleur
Nanopartikels zijn zo klein dat hun grootte hun eigenschappen bepaalt. "Belangrijk om weten is dat ze verschillende kleuren hebben afhankelijk van hun grootte", zei voorzitter Johan Aqvist van het Nobelprijscomité daarover. De grotere deeltjes zijn rood, de kleinste blauw. Hun beperkte beweeglijkheid bepaalt hoe ze licht opnemen en hoeveel ze er weer uitstralen. Ze kunnen heel helder gekleurd licht afgeven.
De technologie met kwantumstippen is de laatste decennia enorm geëvolueerd. Hij heeft heel praktische toepassingen, zoals in moderne tv- of computerschermen of in ledverlichting.
Tumorweefsel laten oplichten
De techniek kan ook gebruikt worden bij kankerbehandelingen. Er wordt gewerkt met een chemische reactie om kankerweefsel te laten oplichten. Zo ontstaat er een precies beeld van de tumoren, en kunnen chirurgen met grote precisie kankerweefsel verwijderen.
In de toekomst zou de technologie verder kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van flexibele elektronica, piepkleine sensoren en dunnere zonnecellen. Het potentieel zou enorm zijn.
Hoe het begon
Dirk Van Dyck, professor Natuurkunde aan UAntwerpen, legt in "De wereld vandaag" uit hoe het begon: al lang geleden had de mens door dat opgesloten golven zich op een bepaalde manier gedragen.
Want op het niveau van minuscule deeltjes, op het niveau van atomen, gedraagt een elektron zich als een golf. Als je die golven opsluit - denk aan geluid in een orgelpijp - krijg je bepaalde effecten. "Als je een orgelpijp halveert in lengte, dan verdubbelt de toonhoogte", vergelijkt Dirk Van Dyck, professor Natuurkunde aan UAntwerpen. "Opgesloten golven geven vaste toonhoogtes. Bij licht is dat ook zo. Dus als je een golf kan opsluiten in een kleine hoeveelheid, dan krijg je een vaste toonhoogte, een vaste energie, een vaste kleur."
Barcode
Zo zijn wetenschappers, onder impuls van Bawandi, kwantumstippen kunnen gaan maken zoals in de QLED-televisies, schetst Van Dyck. Hij geeft nog een ander frappant voorbeeld, dat van kwantumlabels.
"Dat is nuttig voor biologen die onderzoeken hoe proteïnen zich in het lichaam verspreiden. Men kan daar een kwantumstipje aan hechten met een welbepaalde kleur die werkt als een soort barcode. Als je dat nadien belicht, dan hoef je maar te kijken waar het oplicht." Zo kunnen onderzoekers eiwitten volgen tot in een embryo.
Luister hier naar het volledige gesprek in "De wereld vandaag": "Grens tussen de vakdomeinen vervaagt"
Nobelprijs Chemie gaat naar drietal voor onderzoek naar kwantumstippen: wat zijn dat?
Wie is wie?
De onderzoekers werken alle drie in de Verenigde Staten. Moungi Bawendi, die de Frans-Tunesische nationaliteit heeft, werkt aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT). De Amerikaan Louis Brus werkt bij de Universiteit van Columbia in New York. De Rus Alexei Ekimov werkt al 20 jaar als wetenschapper bij Nanocrystals Technology Inc.
Brus (80) en Ekimov (78) worden beschouwd als de pioniers van de techniek. Bawendi (62) heeft vooral zijn sporen verdiend met de productie van kwantumdeeltjes. "Dit resulteerde in bijna perfecte partikels. Die hoge kwaliteit was nodig om gebruikt te worden in concrete toepassingen", zegt het Nobelprijscomité daarover.