Portret van '3 giganten' in de nanowereld

Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus en Alexei I. Ekimov, de drie wetenschappers die dit jaar de Nobelprijs voor Scheikunde wonnen, zijn pioniers op het gebied van nanotechnologie.

De Nobelprijsvergadering maakte bekend welke drie wetenschappers de Nobelprijs voor Scheikunde 2023 hebben gewonnen. Foto: Phys.org — De Nobelprijsvergadering maakte bekend welke drie wetenschappers de Nobelprijs voor Scheikunde 2023 hebben gewonnen. Foto: *Phys.org*

In de jaren 80 werkten Alexi Ekimov (78) en Louis Brus (80) onafhankelijk van elkaar aan de ontwikkeling van 'kwantumdots', nanodeeltjes die tegenwoordig te vinden zijn in nieuwe generatie tv-schermen en worden gebruikt om tumoren in het lichaam te belichten. Tien jaar later revolutioneerde Moungi Bawendi (62) de methode voor het produceren van kwantumdots met hoge precisie en op grote schaal, waarmee hij de weg vrijmaakte voor een breed scala aan toepassingen.

Doorzettingsvermogen

Bawendi werd geboren in Parijs als zoon van een Tunesische vader en een Franse moeder. Zijn familie emigreerde naar de Verenigde Staten toen hij 10 was. Hoewel Bawendi op de middelbare school uitblonk in natuurwetenschappen, zakte hij voor zijn eerste scheikundeles aan Harvard. "Die eerste onvoldoende had me zomaar kapot kunnen maken. Het was het laagste cijfer dat ik ooit voor de klas had gehaald," zei de wetenschapper.

Maar Bawendi zette door en behaalde zijn bachelordiploma en vervolgens zijn doctoraat aan de Universiteit van Chicago. Vervolgens ging hij samen met Brus bij Bell Laboratories werken en werd uiteindelijk hoogleraar aan het Massachusetts Institute of Technology (MIT). "Ik voel me zeer vereerd om de Nobelprijs te delen met Louis Brus, mijn postdoctorale begeleider. Hoewel ik zelf hoogleraar ben, probeer ik zijn grootmoedigheid en mentorschapsstijl te evenaren," aldus Bawendi.

Bawendi bouwde voort op het werk van zijn collega en slaagde er in 1993 in om de methode voor het maken van kwantumdots aanzienlijk te verbeteren. Hij vond het juiste oplosmiddel en de juiste temperatuur om de nanokristallen tot een specifieke grootte te krijgen.

Experiment met gekleurd glas

Ekimov en Brus groeiden op in de naoorlogse periode. Ekimov werd geboren in de Sovjet-Unie en studeerde af aan de Staatsuniversiteit van Leningrad. Hij was gefascineerd door gekleurd glas en het feit dat elke verbinding een verscheidenheid aan kleuren kon produceren. Door te experimenteren met de temperatuur en tijd waarop gesmolten glas werd verhit, ontdekte hij dat hij de grootte van de resulterende korrels kon variëren. Hoe kleiner de korrels, hoe blauwer het licht dat ze uitstraalden.

Ekimov publiceerde zijn ontdekking in 1981 in een wetenschappelijk tijdschrift uit de Sovjet-Unie en was de eerste die kwantumdots creëerde, deeltjes die al begin 20e eeuw door de natuurkunde werden voorspeld, maar pas veel later in de praktijk werden toegepast.

Tegelijkertijd werkte Brus bij Bell Laboratories in de VS, een beroemde broedplaats voor wetenschappelijke ontdekkingen. Hij voerde experimenten uit waarbij deeltjes in kleinere stukken werden gesneden om grotere oppervlakken en snellere chemische reacties te verkrijgen. Tijdens zijn werk daar merkte hij dat de optische eigenschappen en andere eigenschappen van deeltjes veranderden naarmate ze kleiner werden, iets wat alleen door de kwantummechanica kon worden verklaard.

Spoetnik-generatie

"Ik behoor tot de Spoetnik-generatie en groeide op na de Tweede Wereldoorlog, toen de Verenigde Staten hun wetenschappelijke en technologische sector drastisch uitbreidden als reactie op de Koude Oorlog", schreef Brus in zijn memoires nadat hij in 2008 de Kavli-prijs ontving.

Al op jonge leeftijd bleek hij talent te hebben voor wiskunde en wetenschap. Hij groeide op in een buitenwijk van Kansas City, waar hij een liefde voor gereedschap en machines ontwikkelde toen hij na schooltijd en in het weekend werkte in een plaatselijke ijzerhandel.

Brus dacht aanvankelijk dat hij in de voetsporen van zijn vader zou treden en in het zakenleven zou stappen. Maar na zijn doctoraat aan Columbia University in New York in 1969 trad hij in dienst bij de Amerikaanse marine en werd onderzoeker in een laboratorium in Washington. In 1972 ging hij werken bij Bell Laboratories, een baan die hij 23 jaar zou volhouden.

Brus, nu professor aan Columbia University, gelooft in de kracht van de wetenschap. "Wetenschappers worstelen dagelijks met experimenten en zien vaak de enorme vooruitgang in wetenschap en technologie van de afgelopen decennia over het hoofd. De wetenschap heeft de mensheid een beter leven bezorgd, ondanks oorlogen, economische crises en natuurrampen", aldus Brus.

An Khang (volgens AFP )

Bronlink