Premio Nobel para los Puntos Cuánticos: Semillas de la Nanociencia

El Premio Nobel de Química 2023 premia el descubrimiento y desarrollo de puntos cuánticos, nanopartículas tan pequeñas que su tamaño determina sus propiedades. Estos componentes más pequeños de la nanotecnología ahora difunden su luz desde televisores y lámparas LED, y también pueden guiar a los cirujanos cuando extirpan tejido tumoral, entre muchas otras aplicaciones.

Todos los que estudian química aprenden que las propiedades de un elemento están gobernadas por la cantidad de electrones que tiene. Sin embargo, cuando la materia se reduce a nano dimensiones, surgen fenómenos cuánticos que están determinados por el tamaño de la materia. Los galardonados con el Premio Nobel de Química 2023 han logrado producir partículas tan pequeñas que sus propiedades son determinadas por fenómenos cuánticos. Estas partículas, llamadas puntos cuánticos, son ahora de gran importancia en la nanotecnología.

"Los puntos cuánticos tienen propiedades fascinantes y inusuales. Importante, tienen diferentes colores según su tamaño", dice Johan Åqvist, Presidente del Comité Nobel de Química.

Los físicos habían sabido durante mucho tiempo que en teoría podrían surgir efectos cuánticos dependientes del tamaño en nanopartículas, pero en ese momento era casi imposible esculpir en nanodimensiones. Por lo tanto, pocas personas creían que este conocimiento se utilizaría en la práctica.

Sin embargo, a principios de la década de 1980, Alexei Ekimov logró crear efectos cuánticos dependientes del tamaño en vidrio coloreado. El color provenía de nanopartículas de cloruro de cobre y Ekimov demostró que el tamaño de la 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 flotando libremente en un fluido.

En 1993, Moungi Bawendi revolucionó la producción química de puntos cuánticos, lo que resultó en partículas casi perfectas. Esta alta calidad era necesaria para que se pudieran utilizar en aplicaciones.

Los puntos cuánticos ahora iluminan monitores de computadora y pantallas de televisión basados en la tecnología QLED. También agregan matices a la luz de algunas lámparas LED, y los bioquímicos y médicos los utilizan para cartografiar tejidos biológicos.

Los puntos cuánticos están aportando el mayor beneficio a la humanidad. Los investigadores creen que en el futuro podrían contribuir a la electrónica flexible, sensores diminutos, células solares más delgadas y comunicación cuántica cifrada, por lo que apenas hemos comenzado a explorar el potencial de estas diminutas partículas.