El Premio Nobel de Química 2023 premia al descubrimiento y desarrollo de puntos cuánticos, nanopartículas tan pequeñas que su tamaño determina su propiedades. Estos componentes más pequeños de la nanotecnología ahora están presentes desde televisores hasta lámparas LEDs y también pueden guiar a los cirujanos cuando extirpan tejido tumoral, entre muchas otras funciones. 

El tamaño de la materia en la escala cuántica

En el nanomundo, las cosas realmente se comportan de manera diferente. Una vez que se empieza a medir el tamaño de la materia en millonésimas de milímetro comienzan a ocurrir fenómenos extraños –efectos cuánticos– que desafían nuestra intuición. Todos los premios Nobel de Química de 2023 han sido pioneros en la exploración del nanomundo. A principios de los años 1980, Louis Brus y Aleksey Yekimov lograron crear – independientemente unos de otros – puntos cuánticos, que son nanopartículas tan pequeñas que los efectos cuánticos determinan sus características. En 1993, Moungi Bawendi revolucionó los métodos al fabricar puntos cuánticos, lo que hace que su calidad sea extremadamente alta, un requisito previo vital para su uso en la nanotecnología actual.

Bawendi, Brus y Yekimov, Premios Nobel de Química 2023.

"Los puntos cuánticos tienen muchas cosas fascinantes e inusuales propiedades. Lo importante es que tienen diferentes colores dependiendo de su tamaño”, agregó Johan Åqvist, Presidente del Comité Nobel de Química. 

Los físicos sabían desde hacía mucho tiempo que, en teoría, del tamaño dependen los efectos cuánticos en las nanopartículas, pero al menos en aquella época era casi imposible esculpir en nano-dimensiones. Por lo tanto, pocas personas creían que este conocimiento se pondría en práctica. 

Sin embargo, a principios de los años 1980, Aleksey Yekimov logró la creación de efectos cuánticos dependiendo del tamaño en vasos de colores. El color provenía de nanopartículas de cobre y cloruro lo que permitió a Yekimov demostrar que el tamaño de partícula afectaba el color del vidrio a través de efectos cuánticos. 

Unos años más tarde, Louis Brus fue el primer científico en el mundo en demostrar efectos cuánticos dependientes del tamaño en partículas que flotan libremente en un fluido.

En 1993, Moungi Bawendi revolucionó la industria química con la producción de puntos cuánticos, lo que resulta en un resultado casi perfecto de partículas. Esta alta cualidad era necesaria para que fueran utilizado en aplicaciones. 

Los puntos cuánticos ahora iluminan monitores de computadora y pantallas de televisión basadas en tecnología QLED. También se añade matices a la luz de algunas lámparas LED, y los bioquímicos junto con médicos los utilizan para mapear las características biológicas de tejidos. 

Hoy en día los puntos cuánticos aportan cada vez mayores beneficios a la humanidad. Los investigadores creen que en el futuro podría contribuir a una electrónica flexible, con sensores diminutos y cada vez más delgados, el desarrollo de celdas solares y comunicación cuántica cifrada. Estamos recién explorando el potencial de estas diminutas partículas.

Referencia: Nobel Foundation.