El Premio Nobel de Química 2023 reconoció el trabajo de tres científicos estadounidenses que descubrieron y sintetizaron los puntos cuánticos, unas nanopartículas con propiedades sorprendentes que dependen de su tamaño. Moungi Bawendi, del MIT; Louis Brus, de la Universidad de Columbia, y Alexei Ekimov, de Nanocrystals Technology, recibieron el galardón de la Real Academia Sueca este 4 de octubre.
¿Qué son los puntos cuánticos?
Los puntos cuánticos son partículas tan pequeñas que se comportan de manera diferente a la materia ordinaria. En la química, las propiedades de un elemento se determinan por el número de electrones que posee. Pero cuando la materia se reduce a escala nanométrica, aparecen fenómenos cuánticos que dependen del tamaño de la partícula. Los premios Nobel de Química 2023 lograron producir partículas tan diminutas que sus propiedades estaban determinadas por fenómenos cuánticos. Estas partículas tienen hoy en día una gran importancia en la nanotecnología.
“Los puntos cuánticos tienen muchas propiedades fascinantes e inusuales. Es importante destacar que tienen diferentes colores según su tamaño”, afirmó en un comunicado Johan Qvist, presidente del Comité del Nobel de Química.
¿Cómo se descubrieron y sintetizaron los puntos cuánticos?
Los físicos sabían desde hacía mucho tiempo que, en teoría, en las nanopartículas podían surgir efectos cuánticos dependientes del tamaño, pero en aquel momento era casi imposible esculpir en nanodimensiones. Por lo tanto, pocas personas creían que este conocimiento se pudiera poner en práctica.
Sin embargo, a principios de los años 1980, Alexei Ekimov creó efectos cuánticos dependientes del tamaño en vidrio coloreado. El color provenía de nanopartículas de cloruro de cobre y Ekimov demostró que el tamaño de las partículas afectaba al color del vidrio mediante efectos cuánticos.
Unos años después, Louis Brus fue el primer científico del mundo en demostrar efectos cuánticos dependientes del tamaño en partículas que flotaban libremente en un fluido.
En 1993, Moungi Bawendi revolucionó la producción química de puntos cuánticos, dando como resultado partículas casi perfectas. Esta alta calidad era necesaria para que pudieran utilizarse en aplicaciones.
¿Qué aplicaciones tienen los puntos cuánticos?
Los puntos cuánticos ahora iluminan monitores de computadora y pantallas de televisión basadas en tecnología QLED. También añaden matices a la luz de algunas lámparas LED, y los bioquímicos y médicos las utilizan para mapear el tejido biológico, explica la Academia Sueca.
Por tanto, los puntos cuánticos aportan 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 acabamos de comenzar a explorar el potencial de estas partículas diminutas.
