专家解读诺贝尔化学奖：量子点应用前景突出

新京报讯（记者谢莲）10月4日，瑞典皇家科学院宣布，将2023年诺贝尔化学奖授予来自美国麻省理工学院的蒙吉·巴文迪、美国哥伦比亚大学的路易斯·布鲁斯和俄罗斯物理学家阿列克谢·叶基莫夫，以表彰他们在“发现和合成量子点”方面所作出的贡献。瑞典皇家科学院常任秘书汉斯·埃勒格伦当天表示，今年获化学奖的研究成果为纳米技术“播下了重要的种子”。

北京化工大学材料科学与工程学院教授丁雪佳在接受新京报记者采访时表示，今年诺贝尔化学奖颁给了巴文迪、布鲁斯和叶基莫夫三位科学家，是因为他们发现并合成了量子点。其中，叶基莫夫和布鲁斯各自独立地合成出量子点，巴文迪则开发了一种被广泛应用的量子点生产方法。

“量子点”到底是什么？丁雪佳解释称，一般来说，胶体纳米晶是尺度在1-100nm的晶体以亚稳态的形式存在于溶液中的片段，主要分为贵金属胶体纳米晶与半导体胶体纳米晶。根据经典的量子限域效应，当半导体胶体纳米晶的几何半径小于其体相材料的激子波尔半径时，价带和导带的能级会呈现离散分布形式，此时纳米晶的性质变得与尺寸相关。于是，经典的研究将半径尺寸小于或接近激子波尔半径的半导体纳米晶称为量子点。

量子点有着广泛的现实应用和突出的应用前景。瑞典皇家科学院在当日发表的新闻公报中说，量子点正在为人类带来许多福祉。

丁雪佳指出，量子点的发光特性可用于基于QLED技术（量子点发光二极管技术）的计算机和电视屏幕，其中Q代表量子点。在这些屏幕中，利用获得2014年诺贝尔物理学奖的高能效二极管产生蓝光，量子点用于改变部分蓝光的颜色，将其转化为红光或绿光，这样就可以产生电视屏幕所需的三原色光。

此外，量子点发出的光还可用于生物化学和医学。丁雪佳表示，生化学家将量子点与生物分子结合，绘制细胞和器官图。医生们则已经开始研究量子点在追踪体内肿瘤组织方面的潜在用途。化学家则利用量子点的催化特性来驱动化学反应。

诺贝尔化学奖素有“理科综合奖”之称，今年的奖项颁给偏物理学的纳米技术研究，丁雪佳认为，这实际上反映了物理、化学、材料科学的密切关系。“物理、化学、材料科学都关注量子点，而化学提供了一种量子点的制备方法。”

编辑 白爽

校对 杨许丽