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 tachtig werkten Alexi Ekimov (78) en Louis Brus (80) onafhankelijk van elkaar en creëerden ze met succes 'kwantumdots', nanodeeltjes die tegenwoordig in nieuwe generaties tv-schermen te vinden zijn en gebruikt worden om tumoren in het lichaam te verlichten. Tien jaar later revolutioneerde Moungi Bawendi (62) de methode voor het produceren van kwantumdots met hoge precisie en op grote schaal, wat 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 gemakkelijk kunnen breken. Het was het laagste cijfer dat ik ooit voor de klas heb gehaald", aldus 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 eruditie 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 Universiteit van Leningrad. Hij was gefascineerd door gekleurd glas en de vele kleuren die elke verbinding kon produceren. Door te experimenteren met de temperatuur en de verwarmingstijd van gesmolten glas, 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 begin 20e eeuw door de natuurkunde werden voorspeld, maar pas later in de praktijk werden toegepast.

Tegelijkertijd werkte Brus bij Bell Laboratories in de VS, een gerenommeerde broedplaats voor wetenschappelijke ontdekkingen. Hij voerde experimenten uit waarbij deeltjes werden opgeknipt om grotere oppervlakken en snellere chemische reacties te verkrijgen. Tijdens zijn werk merkte hij dat de optische 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 Amerika zijn wetenschappelijke en technologische sector drastisch uitbreidde 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 zaken zou gaan doen. Maar na zijn doctoraat aan Columbia University in New York in 1969 ging hij bij de Amerikaanse marine werken en werd onderzoeker in een laboratorium in Washington. In 1972 ging hij werken bij Bell Laboratories, een carrière die 23 jaar duurde.

Brus, nu professor aan Columbia University, gelooft in de kracht van de wetenschap. "Wetenschappers worstelen dagelijks met experimenten en zien de enorme vooruitgang in wetenschap en technologie van de afgelopen decennia vaak 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