جائزة نوبل في الكيمياء تمنح لمنجي الباوندي وأليكسي إكيموف ولويس بروس
منحت جائزة نوبل للكيمياء لسنة 2023 لثلاثة باحثين مقيمين في الولايات المتحدة هم منجي باوندي من “ماساتشوستس إنستيتيوت أوف تكنولوجي” (“إم آي تي”) ولويس بروس من جامعة كولومبيا وأليكسي إكيموف الذي يعمل في “نانو كريستلز تكنولوجي”، عن “اكتشاف نقاط كمومية وتخليقها”.
والعلماء يعملون في الولايات المتحدة في مجال الجسيمات النانوية.
وكافأت لجنة نوبل العمل على “اكتشاف وتطوير النقاط الكمومية، وهي جسيمات نانوية صغيرة جداً لدرجة أن حجمها يحدد خصائصها”، بحسب الهيئة المسؤولة عن الجائزة.
لحظة إعلان الفائزين بجائزة نوبل للكيمياء (أ ف ب)
ما هي الجسيمات النانوية
يمكن تعريف الجسيمات النانوية على أنها عبارة عن تجمع ذري أو جزيئي ميكروسكوبي يتراوح عددها من بضع ذرات جزئي إلي مليون ذرة، مرتبطة ببعضها بشكل كروي تقريبا بنصف قطر أقل من 100 نانومتر.
فجسيم نصف قطرة نانومتر واحد سوف يحتوي على 25 ذرة أغلبها على سطح الجسيم، وهذا يختلف عن الجزء الذي قد يتضمن عدداً من الذرات لأن أبعاد الجسيم النانوي تقل عن أبعاد حرجة لأزمة لحدوث ظواهر فيزيائية معينة مثل: متوسط المسار الحر الذي تقطعه الإلكترونات بين تصادمين متتالين مع الذرات المهتزة، وهذا يحدد التوصيلية الكهربية.
للتجمع الذري أعداد سحرية من الذرات لتكوين الجسيمات النانوية، فجسيمات السيلكون النانوية، مثلا، تتكون من أعداد محددة 1 ، 1.67 ، 2.15 و2.9 نانومتر فقط. عند تعرُض هذه الجسيمات لأشعة فوق بنفسجية فإنها تبعث ضوءً بلون مرئي طوله الموجي يتناسب عكسياً مع مربَع قطر الجسيم، وبالتالي يمكن رؤية ألوان مرئية معينة.
عندما يصل حجم الجسيمات النانوية إلى مقياس النانو في بعد واحد فإنها تسمى البئر الكمي (quantum well)، أما عندما يكون حجمها النانوي في بعدين فتسمى السلك الكمي (quantum wire)، وعندما تكون هذه الجسيمات بحجم النانو في ثلاثة أبعاد فإنها تُعرف بالنقاط الكمية (quantum dots). ولا بد من الإشارة هنا إلى أن التغيير في الأبعاد النانوية في التركيبات الثلاثة السالفة الذكر سوف يؤثر على الخصائص الإلكترونية لها، مما يؤدي إلى حدوث تغيير كبير في الخصائص الضوئية للتركيبات النانوية.