Les découvertes des lauréats du prix Nobel de chimie rendent la « vie colorée »
Les membres de l'organisme d'attribution du prix Nobel de chimie annoncent le lauréat du prix Nobel de chimie. Boundy et Lewis E. Bruce et Alexeï I. Ekimov a remporté le prix à Stockholm. 4 octobre 2023. –
L'Académie royale des sciences de Suède a annoncé mercredi que le scientifique français d'origine tunisienne Mongi J. Boundy et l'Américain Louis E. Bruce et le Russe Alexei I. Ekimov a remporté le prix Nobel de chimie 2023.
L’Académie a déclaré que le prix Nobel de chimie 2023 « a été décerné en reconnaissance de la découverte et du développement de points quantiques, qui sont des nanoparticules si petites que leur taille détermine leurs propriétés ».
Le prix, dont la valeur a été portée cette année à 11 millions de couronnes suédoises (environ un million de dollars), est décerné par l'Académie royale des sciences de Suède.
?Comment les points quantiques affectent-ils nos vies
Ces minuscules particules semi-conductrices, souvent de quelques nanomètres seulement, ont créé un buzz dans la communauté scientifique en raison de leurs propriétés uniques et polyvalentes. La découverte et le développement des points quantiques ont ouvert la porte à un large éventail d’applications dans divers domaines tels que l’électronique, la médecine et l’énergie.
Ces minuscules particules, également appelées nanocristaux, sont constituées de matériaux semi-conducteurs, tels que le séléniure de cadmium ou le phosphure d'indium, et leur comportement résulte de l'effet de confinement quantique. Cela signifie qu’à mesure que sa taille diminue, les niveaux d’énergie des électrons qu’il contient deviennent quantitatifs.
Leur structure électronique et leurs propriétés optiques dépendent largement de leur taille, ce qui permet aux scientifiques de créer des points quantiques dotés de propriétés spécifiques. Ils peuvent également émettre de la lumière de différentes couleurs, ce qui les rend précieux dans des applications telles que les écrans de télévision et même pour améliorer l'efficacité des cellules solaires. .
Il est également utilisé pour guider les chirurgiens lors de l'ablation des tissus cancéreux, ainsi que pour suivre les processus biologiques au niveau cellulaire, en plus de la possibilité de l'utiliser pour créer des composants nanoélectroniques, ce qui contribue au développement de dispositifs plus puissants et plus économes en énergie.
?Quel effet les nanoparticules ont-elles sur les propriétés optiques
Les physiciens savent depuis longtemps que des effets quantiques théoriquement dépendants de la taille pourraient survenir dans les nanoparticules, mais à l'époque, il était difficile de créer des particules de dimensions nanométriques, et beaucoup pensaient que ces connaissances ne pouvaient pas être appliquées dans la pratique.
Au début des années 1980, le physicien russe Alexei Ekimov a mené des recherches pionnières démontrant les effets quantiques sur la couleur du verre contenant des nanoparticules de chlorure de cuivre. Ces travaux ont constitué une avancée majeure dans la compréhension de la façon dont la taille des nanoparticules affecte leurs propriétés optiques par confinement quantique.
Ekmov explique le confinement quantique Ekimov a découvert que ce phénomène peut s'expliquer par un effet de confinement quantique qui modifie la structure électronique des nanoparticules à mesure que leur taille diminue, conduisant à des niveaux d'énergie quantique et affectant ainsi l'absorption et l'émission de lumière par les particules.
Le scientifique russe Alexei Ekimov, lauréat avec deux scientifiques du prix Nobel de chimie pour l'année 2023 - nexdot.fr
Le concept de confinement quantique est également un principe central derrière les propriétés optiques des points quantiques : lorsque les particules sont réduites à des dimensions nanométriques, leur comportement électronique change considérablement.
Dans le cas des points quantiques, l’effet de confinement quantique permet d’affiner la couleur de la lumière émise en contrôlant la taille des nanoparticules, ce qui a permis leur utilisation généralisée dans des applications telles que les écrans, l’éclairage et l’imagerie biomédicale.
Lewis Bruce... pionnier des effets quantiques
Quelques années plus tard, l'Américain Louis Bruce est devenu le premier scientifique à démontrer des effets quantiques dépendants de la taille dans des particules flottant librement dans un liquide. Dans les solutions colloïdales, les nanoparticules sont dispersées dans un milieu liquide, leur permettant de se déplacer librement.
Le scientifique américain Louis Bruce a remporté le prix Nobel de chimie avec deux autres scientifiques. 4 octobre 2023 – non défini
Les recherches de Bruce ont montré que les propriétés optiques de ces nanoparticules, telles que leur absorption et leur émission de lumière, dépendaient fortement de leur taille. Il s'agissait d'une découverte cruciale car elle fournissait une preuve expérimentale des effets du confinement quantique dans les nanoparticules en suspension dans un liquide.
Les travaux de Bruce sur les points quantiques colloïdaux ont élargi notre compréhension du fonctionnement de l'effet de confinement quantique dans les nanomatériaux. Lorsque la taille d'une nanoparticule semi-conductrice approche l'échelle nanométrique, les électrons qu'elle contient sont confinés à des niveaux d'énergie discrets, ce qui conduit à des états d'énergie quantique.
Le résultat le plus notable de cette recherche a été la capacité de contrôler la couleur de la lumière émise par ces points quantiques colloïdaux en ajustant leur taille. Cette propriété est devenue la base du développement de technologies basées sur les points quantiques, notamment les écrans à points quantiques, l’éclairage LED, etc.
Boundy et la révolution de la production chimique
En 1993, le Français d'origine tunisienne Mongi Baoundy a révolutionné la production chimique de points quantiques, aboutissant à la production de particules presque parfaites offrant une haute qualité pour une utilisation dans des applications.
Le scientifique français Mongi-Baoundy a remporté avec deux scientifiques le prix Nobel de chimie pour l'année 2023 - Reuters
Ses principales contributions incluent le développement de nouvelles méthodes et techniques de synthèse connues sous le nom de « passivation de surface » qui permettent un contrôle précis de la taille, de la forme et de la composition des points quantiques.
Ces développements répondent à certains des défis qui empêchaient auparavant l’utilisation pratique des points quantiques, tels que la variation de la taille et de la stabilité des particules.
Source : sites Internet