ภาพเหมือนของ ‘3 ยักษ์ใหญ่’ ในโลกนาโน

Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus และ Alexei I. Ekimov นักวิชาการทั้งสามคนที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีในปีนี้ ถือเป็นผู้บุกเบิกด้านนาโนเทคโนโลยี

สมัชชาโนเบลประกาศรายชื่อนักวิทยาศาสตร์ 3 คนที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2023 ภาพ: Phys.org — สมัชชาโนเบลประกาศรายชื่อ นักวิทยาศาสตร์ 3 คนที่ได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2023 ภาพ: *Phys.org*

ในช่วงทศวรรษ 1980 อเล็กซี เอคิมอฟ วัย 78 ปี และหลุยส์ บรูส วัย 80 ปี ทำงานอย่างอิสระเพื่อสร้าง "จุดควอนตัม" ซึ่งเป็นอนุภาคนาโนที่พบได้ในจอโทรทัศน์ยุคใหม่ และใช้ในการส่องสว่างเนื้องอกในร่างกาย หนึ่งทศวรรษต่อมา มูนกี บาเวนดี วัย 62 ปี ได้ปฏิวัติวิธีการผลิตจุดควอนตัมด้วยความแม่นยำสูงและในขนาดใหญ่ ปูทางไปสู่การประยุกต์ใช้งานที่หลากหลาย

ความเพียรพยายาม

บาเวนดีเกิดที่ปารีส มีพ่อเป็นชาวตูนิเซียและแม่เป็นชาวฝรั่งเศส ครอบครัวของเขาอพยพไปยังสหรัฐอเมริกาเมื่อเขาอายุ 10 ขวบ แม้ว่าบาเวนดีจะเก่งวิทยาศาสตร์ในระดับมัธยมปลาย แต่เขาสอบตกวิชาเคมีวิชาแรกที่ฮาร์วาร์ด “ประสบการณ์การได้เกรด F ครั้งแรกนั้นอาจทำลายผมได้อย่างง่ายดาย มันเป็นเกรดต่ำสุดที่ผมเคยได้ในห้องนี้” นักวิทยาศาสตร์กล่าว

แต่บาเวนดีก็ยังคงมุ่งมั่น คว้าปริญญาตรีและปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยชิคาโก จากนั้นเขาได้เข้าร่วมกับห้องปฏิบัติการเบลล์กับบรูส และในที่สุดก็ได้เป็นศาสตราจารย์ที่สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) “ผมรู้สึกเป็นเกียรติอย่างยิ่งที่ได้แบ่งปันรางวัลโนเบลกับหลุยส์ บรูส ที่ปรึกษาหลังปริญญาเอกของผม แม้ว่าผมจะยังเป็นศาสตราจารย์อยู่ แต่ผมก็ยังคงพยายามเลียนแบบความมีน้ำใจและสไตล์การให้คำปรึกษาของเขา” บาเวนดีกล่าว

Bawendi ได้สร้างผลงานต่อยอดจากงานของเพื่อนร่วมงานของเขา และในปี 1993 เขาก็ประสบความสำเร็จในการปรับปรุงวิธีการสร้างจุดควอนตัมอย่างมีนัยสำคัญ โดยค้นหาตัวทำละลายและอุณหภูมิที่เหมาะสมเพื่อให้ได้ขนาดนาโนคริสตัลตามที่ต้องการ

การทดลองกระจกสี

เอคิมอฟและบรูสเติบโตในช่วงหลังสงคราม เอคิมอฟเกิดในสหภาพโซเวียตและสำเร็จการศึกษาจากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐเลนินกราด เขาหลงใหลในแก้วสีและความจริงที่ว่าสารประกอบแต่ละชนิดสามารถสร้างสีได้หลากหลาย ด้วยการทดลองกับอุณหภูมิและระยะเวลาที่ใช้ในการให้ความร้อนแก้วหลอมเหลว เขาพบว่าเขาสามารถปรับขนาดของเม็ดแก้วที่ได้ และยิ่งเม็ดแก้วมีขนาดเล็ก แสงที่เปล่งออกมาก็จะยิ่งเป็นสีน้ำเงินมากขึ้น

Ekimov เผยแพร่การค้นพบของเขาในวารสารวิทยาศาสตร์ของโซเวียตในปี 1981 และเป็นคนแรกที่สร้างจุดควอนตัม ซึ่งเป็นอนุภาคที่ทฤษฎีฟิสิกส์ทำนายไว้ในช่วงต้นศตวรรษที่ 20 แต่เพิ่งจะพิสูจน์ในทางปฏิบัติได้ในเวลาต่อมามาก

ในเวลาเดียวกัน บรุสทำงานที่ห้องปฏิบัติการเบลล์ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งเป็นศูนย์บ่มเพาะการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียง เขาได้ทำการทดลองเกี่ยวกับการตัดอนุภาคให้เป็นชิ้นเล็กลงเพื่อเพิ่มพื้นที่ผิวและปฏิกิริยาเคมีให้เร็วขึ้น ระหว่างที่ทำงานอยู่ที่นั่น เขาสังเกตเห็นว่าลักษณะทางแสงและคุณสมบัติอื่นๆ ของอนุภาคเปลี่ยนแปลงไปเมื่อมีขนาดเล็กลง ซึ่งเป็นสิ่งที่อธิบายได้ด้วยกลศาสตร์ควอนตัมเท่านั้น

เจเนอเรชันสปุตนิก

“ผมเป็นคนรุ่นสปุตนิกที่เติบโตมาหลังสงครามโลกครั้งที่ 2 เมื่อสหรัฐอเมริกาขยายภาคส่วนวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างมากเพื่อตอบสนองต่อสงครามเย็น” บรูสแบ่งปันในบันทึกความทรงจำของเขาหลังจากได้รับรางวัล Kavli Prize ในปี 2008

เขาแสดงความสามารถด้านคณิตศาสตร์และวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ยังเด็ก โดยเติบโตในเขตชานเมืองแคนซัสซิตี้ ซึ่งเขาได้พัฒนาความรักในเครื่องมือและเครื่องจักรในขณะที่ทำงานที่ร้านฮาร์ดแวร์ในท้องถิ่นหลังเลิกเรียนและในช่วงวันหยุดสุดสัปดาห์

เดิมทีบรุสคิดว่าจะเดินตามรอยพ่อเข้าสู่ธุรกิจ แต่หลังจากได้รับปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยโคลัมเบียในนิวยอร์กในปี 1969 เขาก็เข้าร่วมกองทัพเรือสหรัฐฯ และกลายเป็นนักวิจัยในห้องปฏิบัติการแห่งหนึ่งในกรุงวอชิงตัน ต่อมาในปี 1972 เขาเริ่มทำงานที่ห้องปฏิบัติการเบลล์ ซึ่งเป็นงานที่ทำมานานถึง 23 ปี

ปัจจุบันเป็นศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย บรัสเชื่อมั่นในพลังของวิทยาศาสตร์ “นักวิทยาศาสตร์ต้องต่อสู้กับการทดลองทุกวัน และมักมองข้ามความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอันมหาศาลตลอดหลายทศวรรษที่ผ่านมา วิทยาศาสตร์ได้สร้างชีวิตที่ดีกว่าให้กับมนุษยชาติ แม้จะต้องเผชิญกับสงคราม วิกฤต เศรษฐกิจ และภัยพิบัติทางธรรมชาติ” บรัสกล่าว

อัน คัง (ตามรายงานของ เอเอฟพี )

ลิงค์ที่มา