Porträt von „3 Giganten“ in der Nanowelt

Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus und Alexei I. Ekimov, die drei Wissenschaftler, die in diesem Jahr den Nobelpreis für Chemie gewonnen haben, sind Pioniere der Nanotechnologie.

Die Nobelversammlung gab die drei Wissenschaftler bekannt, die den Nobelpreis für Chemie 2023 erhalten haben. Foto: Phys.org

In den 1980er Jahren arbeiteten Alexi Ekimov (78) und Louis Brus (80) unabhängig voneinander und entwickelten erfolgreich Quantenpunkte – Nanopartikel, die heute in Fernsehbildschirmen der neuesten Generation zu finden sind und zur Visualisierung von Tumoren eingesetzt werden. Ein Jahrzehnt später revolutionierte Moungi Bawendi (62) die Methode zur Herstellung von Quantenpunkten mit hoher Präzision und in großem Maßstab und ebnete damit den Weg für ein breites Anwendungsspektrum.

Ausdauer

Bawendi wurde in Paris als Sohn eines tunesischen Vaters und einer französischen Mutter geboren. Seine Familie wanderte in die USA aus, als er zehn Jahre alt war. Obwohl Bawendi in der High School in den Naturwissenschaften hervorragende Leistungen erbrachte, fiel er in seiner ersten Chemieprüfung an der Harvard-Universität durch. „Diese erste Fünf hätte mich leicht zerstören können. Es war die schlechteste Note, die ich je in diesem Fach bekommen habe“, sagte der Wissenschaftler.

Doch Bawendi gab nicht auf und erwarb seinen Bachelor- und anschließend seinen Doktortitel an der Universität von Chicago. Danach arbeitete er mit Brus bei den Bell Laboratories und wurde schließlich Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT). „Es ist mir eine große Ehre, den Nobelpreis mit Louis Brus, meinem Postdoktorandenbetreuer, zu teilen. Obwohl ich selbst Professor bin, versuche ich immer noch, seine Gelehrsamkeit und seinen Mentorenstil nachzuahmen“, sagte Bawendi.

Bawendi baute auf den Arbeiten seines Kollegen auf und konnte 1993 die Methode zur Herstellung von Quantenpunkten deutlich verbessern, indem er das richtige Lösungsmittel und die richtige Temperatur fand, um die Nanokristalle auf eine bestimmte Größe zu bringen.

Experiment mit farbigem Glas

Ekimov und Brus wuchsen in der Nachkriegszeit auf. Ekimov wurde in der Sowjetunion geboren und absolvierte die Universität Leningrad. Er war fasziniert von farbigem Glas und den vielfältigen Farben, die die einzelnen Glasmaterialien erzeugen konnten. Durch Experimente mit der Temperatur und der Erhitzungsdauer von geschmolzenem Glas entdeckte er, dass er die Größe der entstehenden Glaskörner variieren konnte; je kleiner die Körner, desto blauer leuchteten sie.

Ekimov veröffentlichte seine Entdeckung 1981 in einer sowjetischen wissenschaftlichen Zeitschrift und war der Erste, dem es gelang, Quantenpunkte herzustellen – Teilchen, die von der Physiktheorie Anfang des 20. Jahrhunderts vorhergesagt, aber erst später in der Praxis nachgewiesen wurden.

Gleichzeitig arbeitete Brus bei den Bell Laboratories in den USA, einer renommierten Einrichtung für wissenschaftliche Entdeckungen. Er führte Experimente durch, bei denen er Partikel zerkleinerte, um größere Oberflächen und schnellere chemische Reaktionen zu erzielen. Dabei bemerkte er, dass sich die optischen und anderen Eigenschaften der Partikel mit abnehmender Größe veränderten – ein Phänomen, das sich nur durch die Quantenmechanik erklären ließ.

Sputnik-Generation

„Ich gehöre zur Sputnik-Generation und bin nach dem Zweiten Weltkrieg aufgewachsen, als Amerika als Reaktion auf den Kalten Krieg seinen Wissenschafts- und Technologiesektor massiv ausbaute“, schrieb Brus in seinen Memoiren, nachdem er 2008 den Kavli-Preis erhalten hatte.

Schon früh zeigte er ein Talent für Mathematik und Naturwissenschaften. Er wuchs in einem Vorort von Kansas City auf, wo er nach der Schule und an den Wochenenden in einem örtlichen Eisenwarenladen arbeitete und dabei eine Liebe zu Werkzeugen und Maschinen entwickelte.

Brus hatte ursprünglich geplant, in die Fußstapfen seines Vaters zu treten und ebenfalls Unternehmer zu werden. Nach seiner Promotion an der Columbia University in New York im Jahr 1969 trat er jedoch der US-Marine bei und arbeitete als Forscher in einem Labor in Washington. 1972 begann er dann seine Tätigkeit bei den Bell Laboratories, wo er 23 Jahre lang tätig war.

Brus, heute Professor an der Columbia University, glaubt an die Kraft der Wissenschaft. „Wissenschaftler arbeiten täglich an Experimenten und übersehen dabei oft die enormen Fortschritte in Wissenschaft und Technologie der letzten Jahrzehnte. Trotz Kriegen, Wirtschaftskrisen und Naturkatastrophen hat die Wissenschaft ein besseres Leben für die Menschheit geschaffen“, sagte Brus.

An Khang (laut AFP )

Quellenlink: https://vnexpress.net/3-ga-khong-lo-ve-cong-nghe-nano-thang-giai-nobel-hoa-hoc-2023-4661016.html