来源 | OLEDindustry，果壳 ，科技日报、化学宝库 10月4日下午，2023年诺贝尔化学奖公布，获奖者是莫吉·巴旺迪 （Moungi G. Bawendi） 、路易斯·布鲁斯 （Louis E. Brus） 和阿列克谢·埃基莫夫 （Alexey I. Ekimov） ，获奖理由是他们发现和合成了量子点。 按照惯例，我们会搜集诺奖得主的生平八卦。但这次，最大的八卦来自诺奖本身——今年的化学奖得主名单，疑似提前泄露了。 瑞典公共广播公司SVT表示，瑞典皇家科学院误发新闻稿，把获奖者的名字都捅出去了；瑞典皇家科学院矢口否认，说名单还没定呢，不能信。结果几个小时后诺贝尔化学奖得主名单公布，和泄露版本一模一样。 这种事故在诺奖历史上十分少见。正式公布得主名单之后，在场的记者也询问了泄漏名单的问题。瑞典皇家科学院表示，名单泄漏的原因目前还不知晓。 量子点是非常微小的纳米粒子，它们的大小决定了其性质。 对于这些微小组成部分，我们其实并不陌生——从电视和LED灯发出的光线，到指导外科医生切除肿瘤组织，以及许许多多其他事情。
量子点是⼀种通常仅由几千个原子组成的晶体。就大小而言，它与足球的关系就像足球与地球大小的关系⼀样。 每个研究化学的人都知道，元素的性质取决于它拥有的电子数量。然而，当物质缩小到纳米尺寸时，就会出现量子现象。2023年诺贝尔化学奖的获得者们成功地制造出了这些超级小的粒子，其特性由量子现象决定。这种被称为量子点的粒子，现在在纳米技术中非常重要。
电影《绿野仙踪》中，一场强大的龙卷风席卷了多萝西的房子，她晕倒在床上，但当房子再次着陆、她抱着狗狗托托走出门外时，一切都改变了——她进入了一个神奇的彩色世界。 如果和电影中一样，一场魔法龙卷风也能席卷我们的生活并将一切缩小到纳米尺寸，那我们必然也会像奥兹国的多萝西一样万分惊讶。因为仅仅一眼望去，我们的周围就会和以往完全不同，一切都会变得五光十色：一个小小的金耳环可能会突然发出蓝色的光芒；同样材料的金戒指则会发出红宝石样的光芒；如果我们尝试使用燃气灶煎东西，煎锅可能会融化；家里的白色墙壁（其油漆中含有二氧化钛）则会不停产生大量活性氧。
量子点为我们创造彩色光提供了新的机会。图片来源：Johan Jarnestad/瑞典皇家科学院 上面的异想场景告诉我们，在纳米世界中，事物的行为确实有所不同。一旦物质的大小开始以百万分之一毫米为单位来测量，奇怪的现象——量子效应，就会开始出现，挑战我们的直觉。 2023年诺贝尔化学奖得主们，正是探索纳米世界的先驱。 科学家其实很早就知道，理论上纳米粒子中可能会出现与尺寸相关的量子效应。早在1937 年，物理学家就已预测纳米粒子的行为不会像其他粒子一样。无数科学家为此着迷，并利用数学工具成功地预测了许多与尺寸相关的量子效应，他们还努力尝试在现实中展示它们，但这说起来容易做起来难，因为他们需要“雕刻”一个比针头小一百万倍的结构。 在当时，几乎不可能在纳米尺寸上完成这一“雕刻”。因此也很少有人相信这些知识会被付诸实践。 然而，在20世纪80年代初，阿列克谢·埃基莫夫 成功地在有色玻璃中创造出依赖于尺寸的量子效应，其颜色来自氯化铜纳米颗粒，他的研究证明：颗粒尺寸会通过量子效应影响玻璃的颜色。 几年后，路易斯·布鲁斯成为世界上第一位证明流体中自由漂浮粒子的尺寸也依赖量子效应的科学家。 到了1993年，蒙吉·巴文迪彻底改变了量子点的化学生产方式，产生了近乎完美的粒子，而这种高质量密切关系到其实际应用。 “量子点具有许多迷人且不寻常的特性。重要的是，它们根据尺寸的不同而具有不同的颜色。 ”诺贝尔化学委员会主席约翰·克维斯特说。 现在，量子点照亮了基于QLED技术的计算机显示器和电视屏幕，它们还为一些LED灯的光线增添了细微差别，生物化学家和医生则可使用它们绘制出生物组织图。 可以说，量子点正在为人类带来更多的福祉。研究人员相信，未来它们可为柔性电子产品、微型传感器、更薄的太阳能电池和加密量子通信作出巨大贡献。 至于三位诺奖得主，他们也有颇为劲爆的消息——比如，作为化学奖得主，他们其中有一位化学竟然只考了20分。 莫吉·巴旺迪出生于法国，在法国、突尼斯和美国长大。这次一起获奖的路易斯·布鲁斯曾是他的老板，巴旺迪曾在布鲁斯的手下当过博后。现在，他是麻省理工学院的教授。 在一次采访中巴旺迪被问到，在朋友、工作、睡眠中选两个，他会选哪个。巴旺迪说，他这一生从没睡饱过。巴旺迪向大家传授他不睡觉的经验：“要是你喜欢工作，你就去工作”。但在接到得奖电话之后，巴旺迪的第一句话是：“我很困，很震惊。” 诺贝尔化学奖得主巴旺迪的第一次大学化学考试只考了20分。“那时候我刚进哈佛，我打算用我高中的学习方法来应付大学学业，也就是‘完全没有方法’”，巴旺迪说，“我吓坏了，很沮丧，打算就此退学。”还好他并没有退学。 巴旺迪不喜欢吃午饭，经常凑合了事或者干脆不吃，但如果是和自己的学生一起吃就没问题，吃完他还喜欢和学生一起玩。 巴旺迪对年轻人的建议是：别把失败太当回事，许多看似无法克服的事情最后都会有办法解决，此外，没有任何决定能改变人的一生，我们的选择总是有很多。 路易斯·布鲁斯1943年出生于美国。他高中就发现自己喜欢化学和物理，在五金店兼职打工的经历又让他对工具和机器十分感兴趣。这让他未来做实验时颇为受益，但当时他根本没意识到这一点。 他没想过自己会当科学家，布鲁斯一直以为，自己读完大学、服完军役就会像父亲一样成为一名商人。没想到他对科学的热情越发浓厚，毕业后他选择去哥伦比亚大学读博。博士毕业后，他以中尉的身份回到海军担任科学参谋。他在这里开始研究激光及其在固体物理中的应用，这为他后来的研究生涯奠定了方向。 4年后，他离开海军，加入了举世闻名的贝尔实验室。后来发现量子点的工作，布鲁斯正是在贝尔实验室完成的。 布鲁斯在贝尔实验室工作了23年，他很喜欢这里：“这是进行物理科学研究的最佳场所。”布鲁斯会有这种想法也很好理解——他在贝尔实验室的23年里从未写过研究计划和预算，新想法只要跟管理层进行非正式讨论，然后就能进行。 工作之余，布鲁斯喜欢在自家花园里做园艺。他说：我喜欢在地上挖洞，这不仅会让你疲惫不堪，而且可以获得一些成果来展示你的工作——不像有时候埋头搞科研几个月却得不到回报。 好在，布鲁斯的研究获得了很多回报。他获得了很多奖，比如2008年卡夫利（Kavli） 奖首次颁发纳米科学奖时，他就是获奖者之一；当然还有今天的诺贝尔奖。而他可能也失去了很多，比如搜索布鲁斯的照片时会发现，他每一张照片的头顶都很光滑…… 2008年获得卡夫利纳米科学奖，左边为布鲁斯，右边为另一位得主Sumio Iijima，中间是卡夫利本人｜Håkon Mosvold Larsen / SCANPIX 虽然拿到的是“化学奖”，埃基莫夫的常用头衔其实是“固态物理学家”。 早在1975年，他就获得过“苏联国家科学与工程奖”。他的博士专业方向本是半导体，期间很多光学方法被当作工具来评估半导体材料，当他使用同样的方法来观测彩色玻璃时，在玻璃被不同程度加热和冷却的过程中，他发现并制造出了“量子点”。他将这一结果发表在1981年的苏联科研期刊上，并成为了世界上第一个发现“量子点”的人。刚刚和他一同获奖的布鲁斯在两年后，于美国独立实现了同样的结果和发现。只是当时的“冷战铁幕”让两人的科研结果信息几乎完全隔离。 后来，埃基莫夫的职业生涯横跨俄美两国，并于1999年移居至美国，担任一家私人公司Nanocrystals Technology Inc.的首席科学家至今。 参考文献
[1]https://thetech.com/2008/08/29/bawendi-v128-n35
[2]https://www.chemistryworld.com/news/quantum-dots-and-a-bright-future/3008136.article
[3]https://nexdot.fr/en/history-of-quantum-dots/
[4]https://www.optica.org/History/Biographies/bios/Aleksey_Ekimov#:~:text=Aleksey%20Ekimov%20recieved%20his%20PhD，the%20discovery%20of%20quantum%20dots.
[5]https://phys.org/news/2023-10-scientists-nobel-prize-chemistry-tiny.html
[6]https://www.kavliprize.org/louis-brus-autobiography
[7]https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.0409555102#
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