2023年諾貝爾化學獎授予蒙吉·巴文(wén)迪、路易斯·布魯斯和(hé)阿列克謝(xiè)·葉基莫夫
10月4日,2023年諾貝爾化學獎正式頒布。三名科學家蒙吉·巴文(wén)迪、路易斯·布魯斯和(hé)阿列克謝(xiè)·葉基莫夫分享獎項,以表彰他(tā)們在發現(xiàn)和(hé)合成量子點方面所作(zuò)出的貢獻。“量子點是目前人類所能(néng)找到(dào)的最好(hǎo)的發光材料。”南京大(dà)學現(xiàn)代工(gōng)程與應用(yòng)科學學院鄧正濤教授告訴記者,量子點材料已經在多個領域投入應用(yòng),因爲材料對(duì)色彩的高(gāo)還原度,未來(lái)我們的世界真的可以出現(xiàn)“五彩斑斓的黑”。
南大(dà)教授眼中的諾獎得主>> 爲人謙遜,絲毫沒有大(dà)教授的“威嚴”
2014年全職加入南京大(dà)學工(gōng)作(zuò)之前,鄧正濤曾作(zuò)爲博士後研究員在美(měi)國麻省理(lǐ)工(gōng)學院從(cóng)事(shì)過量子點研究工(gōng)作(zuò)兩年,與今年的諾獎得主蒙吉·巴文(wén)迪同在電子學實驗室。“蒙吉·巴文(wén)迪教授對(duì)量子點領域的貢獻非常大(dà),麻省理(lǐ)工(gōng)也(yě)因他(tā)而成爲量子點研究的‘聖地’。”鄧正濤告訴記者,蒙吉·巴文(wén)迪教授治學極爲嚴謹,表達意見一語中的。“教授待人非常和(hé)善,謙遜到(dào)絲毫沒有大(dà)教授的威嚴。就算(suàn)是普通的研究人員或剛入門(mén)的學生,他(tā)也(yě)很(hěn)有耐心傾聽和(hé)交流,讓人如沐春風(fēng)。”
量子點真的在改變我們的生活>>
量子點顯示屏提純顔色,未來(lái)真的可以有“五彩斑斓的黑”
鄧正濤介紹,量子點是一種半導體納米晶體材料,尺寸通常在2-20 納米,和(hé)傳統發光材料有很(hěn)大(dà)的區(qū)别,以優越的光學特性而令人矚目。目前,科研人員已經将量子點材料應用(yòng)到(dào)了(le)電視(shì)機屏幕、電腦(nǎo)顯示器、照明(míng)燈具等領域,甚至在醫(yī)療領域的腫瘤切除手術中也(yě)有應用(yòng)。
量子點優越的光學特性應用(yòng)到(dào)顯示屏中,可以幫助我們的日常生活解決大(dà)問題。鄧正濤說,“過往我們通過手機顯示屏或者電視(shì)屏幕看(kàn)到(dào)的顔色,可能(néng)會(huì)出現(xiàn)偏灰或者色差較大(dà)的情況,但(dàn)用(yòng)上(shàng)了(le)量子點材料後,顯示屏能(néng)真實還原物體本來(lái)的顔色,顯示出特别純淨的色彩。”正紅(hóng)、玫紅(hóng)、西柚紅(hóng)……這(zhè)些(xiē)原本讓消費者在線購物時(shí)頭疼不已的顯示屏色差,将來(lái)将“不複存在”。
不僅是對(duì)色差的“消滅”,量子點作(zuò)爲目前最好(hǎo)的發光材料,還使顔色深度“糅合”成爲可能(néng)。“量子點材料發光的重要原理(lǐ),是幾百到(dào)幾千個原子的相互作(zuò)用(yòng),人們可以控制它們的大(dà)小(xiǎo)和(hé)表面性質,從(cóng)而‘調’出更多的色彩。”鄧正濤舉了(le)個例子,“比如傳統發光材料的世界裏,紅(hóng)色就是紅(hóng)色,綠色就是綠色,但(dàn)通過量子點材料,真的可以實現(xiàn)‘五彩斑斓的黑’。”
量子點燈具可以實現(xiàn)仿天然光照明(míng),呵護人類的眼睛
量子點技術對(duì)于光學世界的改造,正逐漸改變着我們的生活。記者從(cóng)南京大(dà)學了(le)解到(dào),科研人員利用(yòng)量子點技術研發的護眼燈具已經投入生産。最近,鄧正濤教授團隊自(zì)主研發成功了(le)量子點光學膜。測試結果顯示,采用(yòng)量子點光學膜後,燈具光譜中的藍光強度明(míng)顯降低(dī),青光強度得到(dào)提升,光譜連續性明(míng)顯改善。該光學膜可以實現(xiàn)在440-460nm藍光範圍内高(gāo)效吸收,在470-520nm青光範圍内高(gāo)效發射,有效解決目前照明(míng)燈具中“藍光溢出”和(hé)“青光缺失”這(zhè)兩大(dà)瓶頸問題,并且表現(xiàn)出良好(hǎo)的耐強光輻照、耐水(shuǐ)氧和(hé)耐高(gāo)溫穩定性,成本也(yě)較爲低(dī)廉。該團隊已經開(kāi)始實施教室燈光改造的試點工(gōng)作(zuò),采用(yòng)這(zhè)種光學膜後眼睛疲勞的狀況明(míng)顯改善,達到(dào)了(le)很(hěn)好(hǎo)的護眼效果。
南大(dà)研發近紅(hóng)外(wài)硫化銀量子點,助力高(gāo)效殺菌材料提升殺菌率
在化學生物學領域,量子點同樣在“發光發熱”。這(zhè)幾年,憑借良好(hǎo)的生物相容性和(hé)便捷的制備方法,高(gāo)效抗菌材料得到(dào)了(le)學界的廣泛關注。目前,在化學合成和(hé)生物醫(yī)學的應用(yòng)上(shàng),近紅(hóng)外(wài)硫化銀量子點已經取得了(le)一系列重要進展。在生物傳感、生物成像和(hé)疾病治療診斷等細分領域裏,這(zhè)種新銳型納米材料顯示出巨大(dà)的應用(yòng)潛力。
然而,鮮有研究探索硫化銀量子點在水(shuǐ)體消毒中的應用(yòng)。同時(shí),制備這(zhè)種材料通常需要複雜(zá)的工(gōng)藝與昂貴的試劑,這(zhè)極大(dà)限制了(le)相關研究和(hé)應用(yòng)的開(kāi)展。
南京大(dà)學生命科學學院魏炜副教授課題組與化學化工(gōng)學院趙勁教授課題組,南京大(dà)學醫(yī)學院附屬鼓樓醫(yī)院邱旭升副主任醫(yī)師合作(zuò),借助簡易水(shuǐ)相合成的方法,利用(yòng)生物進化的仿生銀結合肽,制備出近紅(hóng)外(wài)硫化銀量子點,并将其作(zuò)爲一種新型光熱納米材料用(yòng)在抗菌領域中,借此發展出近紅(hóng)外(wài)硫化銀量子點在環境修複上(shàng)的新功能(néng)近紅(hóng)外(wài)光照25分鐘(zhōng)殺菌率達99.06%。
魏炜副教授告訴記者,結合硫化銀量子點優異的光熱特性和(hé)光催化特性,課題組希望可以進一步優化本次技術,拓展其在生物醫(yī)學和(hé)環境修複等領域的應用(yòng)。“硫化銀量子點的研究仍處于起步階段,比如針對(duì)它在能(néng)源轉化、催化和(hé)環境等領域的潛在應用(yòng)的研究依然相對(duì)較少。此次探索硫化銀量子點的合成策略以及抗菌應用(yòng),也(yě)是希望爲近紅(hóng)外(wài)材料的合成與應用(yòng)帶來(lái)一定參考。後續,課題組将進一步優化實驗調控,擴展納米材料的應用(yòng)場景。”
烏龍?獲獎名單提前洩露卻被“辟謠”
瑞典媒體報(bào)道(dào),在距2023年諾貝爾化學獎評選結果發布僅剩約四個多小(xiǎo)時(shí)前,瑞典皇家科學院竟然發生誤發電子郵件的“烏龍事(shì)件”。
諾貝爾化學獎得主最早将于當地時(shí)間11時(shí)45分公布,但(dàn)瑞典皇家科學院早在7:31就發出了(le)一封标題爲“他(tā)們爲納米技術播下(xià)了(le)重要種子”的電子郵件。
“2023年諾貝爾化學獎獎勵量子點和(hé)納米粒子的發現(xiàn)和(hé)開(kāi)發,這(zhè)些(xiē)納米粒子非常小(xiǎo),其尺寸決定了(le)其特性”。獲獎者爲美(měi)國劍橋麻省理(lǐ)工(gōng)學院的Moungi G. Bawendi,美(měi)國量子晶體科技公司的Alexei I. Ekimov和(hé)紐約哥(gē)倫比亞大(dà)學的Louis E. Brus。
事(shì)發後,諾貝爾委員會(huì)及時(shí)進行了(le)澄清,幾位委員會(huì)成員強調尚未就該問題做出任何決定