Masz TV z kropką kwantową? Ojcowie tej technologii właśnie otrzymali Nagrodę Nobla

Anna BorzęckaSkomentuj
Masz TV z kropką kwantową? Ojcowie tej technologii właśnie otrzymali Nagrodę Nobla

Kropka kwantowa wykorzystywana chociażby w telewizorach QLED to rozwiązanie o znaczeniu większym, niż może Ci się wydawać. Trzej naukowcy odpowiedzialni za jej odkrycie i rozwój właśnie zostali bowiem wyróżnieni najważniejszą nagrodą w nauce – nagrodą Nobla.

Nagroda Nobla w dziedzinie Chemii za badania nad kropką kwantową

Technologia kropki kwantowej to jedno z najbardziej obiecujących rozwiązań, jakie na przestrzeni lat pojawiło się na rynku wyświetlaczy. Oczywiście może Ci się ona kojarzyć przede wszystkim z lepszą reprodukcją kolorów w telewizorach, ale to wszystko to, co leży u jej podstaw, jest naprawdę fascynujące.

Naukowcy, którzy włożyli ogromny wkład w rozwój technologii kropki kwantowej, to Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus i Aleksiej I. Ekimow. To ci trzej badacze w tym roku wspólnie zostali laureatami Nagrody Nobla w dziedzinie chemii.

Kropka kwantowa
Od lewej: Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus i Aleksiej I. Ekimow, laureaci tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie chemii. | Źródło: Niklas Elmehed/Nobel Prize Outreach

Rozwiązanie wykorzystywane nie tylko w telewizorach

Czym są kropki kwantowe? To niewielkie obszary, a w zasadzie nanokryształy, w których uwieziona jest cząstka o długości fali porównywalnej do rozmiarów kropki. Kropki kwantowe są w stanie modyfikować padające na nie światło i jest to jedną z ich najważniejszych cech. W telewizorach kropki kwantowe są podświetlane przez niebieskie diody. Ich niebieskie światło, padające na warstwę kropek kwantowych o różnych wielościach i właśnie w zależności od rozmiaru kropki kwantowej, powoduje zmianę stanu energetycznego, a zatem i barwy padającego na nią światła – na czerwoną lub zieloną.

Telewizory LCD z kropkami kwantowymi, czyli telewizory QLED, wyróżniają się tym, że wyświetlają bardzo czyste kolory podstawowe, czyli czerwony, zielony i niebiesko. Dzięki temu telewizory te są w stanie zarządzać kolorami lepiej i oferują obraz o bardziej rzeczywistych kolorach niż zwykle telewizory LCD. Zastosowania kropek kwantowych wykraczają jednak poza telewizory.

Kropki kwantowe wykorzystywane są również jako nanoznaczniki w technice i medycynie. Mają też duży potencjał jako znaczniki fluorescencyjne nowej generacji dla sond DNA, przeciwciał monoklonalnych i systemów wizualizacji.

Technologia opracowywana latami

Historia badań nad kropkami kwantowymi sięga lat siedemdziesiątych XX wieku. Dopiero w 1981 roku udało się otrzymać jednak pierwszą kropkę kwantową związaną w matrycy szklanej, a następnie zbadać jej właściwości elektroniczne i optyczne. Dokonał tego jeden z laureatów tegorocznej Nagrody Nobla w dziedzinie chemii, Aleksiej I. Ekimow.

Louis E. Brus, drugi z laureatów, w 1986 roku otrzymał zaś pierwsze koloidalne kropki kwantowe. Badacz zaobserwował efekty kwantowe w swoich eksperymentach z użyciem siarczku kadmu i zauważył, że właściwości optyczne koloidalnych kropek kwantowych zmieniły się w ciągu nocy, ponieważ kryształy rozpuściły się, a następnie wytrąciły się w postaci kryształów około trzykrotnie większych. Analizy spektroskopowe ujawniły różnice w zachowaniu dwóch zestawów kryształów, co pokazało wpływ efektów kwantowych.

Z kolei Moungi G. Bawendi w 1993 roku opracował sposób na wytwarzanie kryształów selenku kadmu z niemal doskonałą kontrolą ich wielkości. Brus otworzył zatem drogę do wykorzystywania kropek kwantowych w rzeczywistych zastosowaniach.

Gdyby nie Ci trzej naukowcy, dzisiaj nie moglibyśmy mieć w domach telewizorów QLED. Cieszy fakt, że w tym roku to oni otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii, zwłaszcza że potencjał technologii kropki kwantowej zdecydowanie nie został jeszcze w pełni wykorzystany.

Źródło: Chemistry World, fot. tyt. Wikimedia Commons/Antipoff [CC BY-SA 3.0]

Udostępnij

Anna BorzęckaSwoją przygodę z dziennikarstwem rozpoczęła w 2015 roku. Na co dzień pisze o nowościach ze świata technologii i nauki, ale jest również autorką felietonów i recenzji. Chętnie testuje możliwości zarówno oprogramowania, jak i sprzętu – od smartfonów, przez laptopy, peryferia komputerowe i urządzenia audio, aż po małe AGD. Jej największymi pasjami są kulinaria oraz gry wideo. Sporą część wolnego czasu spędza w World of Warcraft, a także przyrządzając potrawy z przeróżnych zakątków świata.