KaramelaYedi
New member
BZaten bin yıl önce, nanoteknoloji cam üreticileri tarafından – onların haberi olmasa da – kullanılıyordu. Camları renklendirmek için deneme yanılma ilkesini kullanarak cam eriyiklerine altın, gümüş veya kadmiyum gibi çeşitli metallerin izlerini eklediler. İlgili üretim prosesine ve sıcaklık eğrilerine bağlı olarak bu şekilde farklı renkler elde edilebilir. Bu şekilde büyük bir deneyimsel bilgi zenginliği elde ettiler.
Günümüzde “kuantum nokta teknolojisi” olarak adlandırılan ekranlarda parlak renkler birbirine çok benzer şekilde üretiliyor. Her iki durumda da, yalnızca birkaç bin atomdan oluşan küçük parçacıklar, çok özel bir renge sahip ışığın üretilmesinden sorumludur. Ancak modern TV ekranları, sağlam bilimsel bilgilere dayanan yüksek hassasiyetli teknolojiler kullanılarak üretilirken, cam üreticilerinin deneyleri, tesadüfen, nanometre aralığında çapa sahip ve tam boyutlarına bağlı olarak farklı renkler üretebilen parçacıklar yaratmıştı.
Kuantum noktaları olarak bilinen bu nanopartiküllerin keşfi ve bunların kişiye özel olarak tasarlanabileceği yöntemlerin geliştirilmesi nedeniyle bu yıl iki Amerikalı ve bir Rus bilim insanına Nobel Kimya Ödülü verilecek: Moungi G. Bawendi, 62 yaşında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) yaşlı, New York’taki Columbia Üniversitesi’nden Louis E. Brus (80) ve New York’taki Nanocrystals Technology şirketinden 78 yaşındaki Alexei I. Ekimov. Eski Sovyetler Birliği’nde konuyla ilgili temel çalışmalar yapmıştı.
Columbia Üniversitesi’nden Louis E. Brus, sıvılardaki parıldayan kuantum noktalarını keşfetti
Kaynak: dpa
MIT’den Moungi Bawendi, kontrollü bir şekilde çeşitli boyutlarda kuantum noktaları üretmeyi başardı
Kaynak: dpa
Çarşamba öğleden sonra Stockholm’de ödül alanlar açıklandığında, Nobel Komitesi bir masanın üzerine, sıranın bir tarafında kırmızıdan diğer tarafında maviye kadar gökkuşağının tüm renklerindeki sıvıların bulunduğu bir dizi cam şişeyi yan yana yerleştirmişti. satırın. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi Genel Sekreteri Hans Ellegren, tüm kaplarda tamamen aynı maddenin, sadece farklı parçacık boyutlarıyla çözüldüğünü açıkladı. Buna bağlı olarak sıvı daha sonra farklı renklerde görünür.
Bu etki ancak kuantum fiziğinin yardımıyla açıklanabilir. Bu yılın Nobel Ödülü’nde söz konusu olan küçük parçacıklara kuantum noktaları denmesinin nedeni budur. Daha 1930’lu yıllarda fizikçiler, o zamanlar yeni olan kuantum mekaniği teorisine dayanarak birkaç yüz ya da bin atomdan oluşan küçük parçacıkların egzotik özelliklerini tahmin etmişlerdi.
Ancak o zamanlar bu kadar küçük parçacıkların kontrollü bir şekilde nasıl üretilebileceğine dair kimsenin fikri yoktu. Renkli vitray pencereler akıllarındaki şey değildi; bunları üretmenin araştırmacılara pek bir faydası olmazdı. Uzun bir süre boyunca kuantum noktalarının özelliklerine ilişkin teorik bilginin teknolojik olarak kullanılmasının imkansız olduğu düşünülüyordu. Belirli bir boyut ve şekle sahip bu kadar küçük parçacıklar nasıl üretilmelidir?
Kaynak: dpa infografik, Johan Jarnestad; İnfografik DÜNYA
Ancak 1980’lerin başında, Leningrad’daki Ioffe Enstitüsü’nden Alexei Ekimov, bilimsel hassasiyete sahip ilk cam yapımcılarının aksine, camları farklı boyutlardaki nanopartiküllerle özel olarak renklendirmeyi başardı. Ekimov, camlara bakır klorür kristalleri (CuCl) kattı ve bu parçacıkların farklı boyutlarıyla camda farklı renklerin oluşabileceğini kanıtlamayı başardı. Louis Brus da benzer sonuçlara vardı; bir çözeltideki kadmiyum sülfürden (CdS) kuantum noktaları üretti.
Eğer çok spesifik boyut ve yapıya sahip kuantum noktalarını kontrollü bir şekilde üretebilirseniz, spesifik uygulamalar için istenilen, çok spesifik özelliklere sahip malzemeler de üretebilirsiniz. Ancak teknik uygulamalar için gerekli kalitede kuantum noktaları üretmek uzun süre mümkün olmadı.
Ancak Bawendi, kişiye özel kuantum noktalarına giden yolda kesin atılımı ancak 1993 yılında gerçekleştirdi. Kuantum noktalarının kontrollü bir şekilde üretilmesi için bir yöntem geliştirdi. Ve şu şekilde çalıştı: Söz konusu malzeme, içinde “embriyo kristalleri” olarak adlandırılan sıcak bir çözücüye püskürtüldü.
Kaynak: ©Johan Jarnestad/İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi; İnfografik DÜNYA
Normalde bu ilkel kristaller artık büyüyecekti. Ancak solventin ultra hızlı seyreltilmesi ve soğutulması sayesinde Bawendi, nanopartiküllerin büyümesini istenen herhangi bir zamanda durdurmayı başardı. Ve bu şekilde, o ana kadar oluşan belli büyüklükteki parçacıkların tamamı alınmış oldu.
Parçacıkların özel özelliği: Parçacıklar küçüldükçe yayılan ışığın dalga boyu da kısalır. Ve böylece daha büyük parçacıklar kırmızı renkte parlıyor ve en küçük kuantum noktaları, üzerlerine ışık düştüğünde mavimsi renkte parlıyor.
Ancak elektronları nanometre boyutunda bir tanecikte “kilitlemek” yalnızca renklerini değiştirmez. Madde noktalarının diğer birçok fiziksel özelliği de boyutlarına bağlı olarak değişir; özellikle elektriksel ve manyetik olanlar. Parçacık yüzeyinin kimyasal reaksiyonlarda katalizör görevi görme yeteneği de değişir. Aynı şekilde erime noktası.
Nobel Ödülleri 2023
Bawendi yalnızca parçacık boyutunu kontrol etmekle kalmadı, aynı zamanda parçacıkların şeklini de büyük ölçüde kontrol etmeyi başardı. Bu aynı zamanda kuantum noktalarının özelliklerini de etkiler. Örneğin geliştirdiği teknoloji artık tümörlerdeki damarları görüntülemek için kullanılabiliyor.
Fransa, Tunus ve Batı Lafayette’de büyüyen Tunuslu matematikçi M. Salah Baouendi’nin oğlu, ödül sahiplerini duyurmak için ABD’den telefonla bağlandı. Bilimini şöyle açıklıyor: “Kuantum noktaları yeni bir tür elektroniği mümkün kılacak çünkü bunlar özel olarak elektronik özellikler yaratmak için kullanılabiliyor.” Bawendi’ye gece yarısı Nobel Ödülü’nü öğrendiğinde nasıl hissettiği soruldu. “Çok şaşırdım, uykuluyum, şok oldum, beklenmedik ve çok onur duydum” dedi.
Kuantum bilgisayarların temeli
Kuantum noktaları, terimin de belirttiği gibi, potansiyel olarak gelecekteki kuantum bilgisayarların temel yapı taşı haline gelebilir. Bu konuda çok sayıda laboratuvarda araştırmalar yapılıyor. Bilim adamlarının kuantum noktalarının kullanımı yoluyla büyük ilerleme kaydettiği bir diğer uygulama alanı da bunların kimyasal ve elektrokimyasal süreçleri katalize etmede kullanılmasıdır. İnsanlar katalitik konvertörleri düşündüklerinde ilk olarak yanmalı motora sahip arabaları düşünürler. Aslında katalizörler, maddeleri verimli bir şekilde üretmek için kimya endüstrisinin her yerinde kullanılmaktadır.
Örneğin sürdürülebilir elektrikten yeşil hidrojen üretimi için. Burada elektrolizin verimliliğini artıran katalizörler de kullanılır. Kuantum noktaları bu teknolojinin verimliliğini daha da artırabilir.
Bu yıl Nobel Ödül töreninde benzeri görülmemiş bir hata yaşandı. Ödül alanların isimleri, resmi duyurudan yaklaşık dört saat önce kazara bir basın açıklaması yoluyla İsveç medyasına gönderilmişti. Bu çok sinir bozucu çünkü resmi açıklamaya göre kazananlar her zaman yalnızca Akademi’nin sabah, duyurudan kısa bir süre önce yapılan toplantısında belirleniyor. Ancak basın açıklaması bu toplantıdan önce yayınlandı.
ayrıca oku
“Bunun elbette çok talihsiz bir durum olduğunu söyleyeyim. Olanlardan derin üzüntü duyuyoruz” yorumunu yaptı İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi Genel Sekreteri Hans Ellegren. Mesajın henüz bilinmeyen nedenlerle gönderildiği belirtildi. Gerçekte ne olduğunu öğrenmek için yoğun çaba harcadılar. Şu ana kadar bunun nasıl olabileceğini bilmiyoruz. Ancak en önemli şey, olayın ödülleri kimin aldığı üzerinde hiçbir etkisinin olmamasıydı, diye öne sürdü Ellegren.
Ellegren ayrıca basın toplantısında başka bir soruyu yanıtlamaktan kaçınmak zorunda kaldı. Bir gazeteci, bu yıl bir Rus bilim adamını Nobel Ödülü ile onurlandırmanın ve onu ödül törenine davet etmenin sorumlu olup olmadığını sormuştu. Ellegren, Nobel Ödül Komitesi’nin ödül alan kişileri yalnızca bilimsel katkılarının önemine göre seçtiğini vurguladı. Milliyetin bir rolü yok ve vakfın kurucusu Alfred Nobel’in açıkça istediği de buydu.
Bawendi, Brus ve Ekimov, 10 Aralık’ta Stockholm’de Nobel Ödülü’nü alacak. Bu yıl ödüle, yaklaşık 950.000 avroya eşdeğer olan on bir milyon İsveç kronu verildi.
Burada üçüncü taraflardan içerik bulacaksınız
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni gerektirdiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.
Günümüzde “kuantum nokta teknolojisi” olarak adlandırılan ekranlarda parlak renkler birbirine çok benzer şekilde üretiliyor. Her iki durumda da, yalnızca birkaç bin atomdan oluşan küçük parçacıklar, çok özel bir renge sahip ışığın üretilmesinden sorumludur. Ancak modern TV ekranları, sağlam bilimsel bilgilere dayanan yüksek hassasiyetli teknolojiler kullanılarak üretilirken, cam üreticilerinin deneyleri, tesadüfen, nanometre aralığında çapa sahip ve tam boyutlarına bağlı olarak farklı renkler üretebilen parçacıklar yaratmıştı.
Kuantum noktaları olarak bilinen bu nanopartiküllerin keşfi ve bunların kişiye özel olarak tasarlanabileceği yöntemlerin geliştirilmesi nedeniyle bu yıl iki Amerikalı ve bir Rus bilim insanına Nobel Kimya Ödülü verilecek: Moungi G. Bawendi, 62 yaşında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nden (MIT) yaşlı, New York’taki Columbia Üniversitesi’nden Louis E. Brus (80) ve New York’taki Nanocrystals Technology şirketinden 78 yaşındaki Alexei I. Ekimov. Eski Sovyetler Birliği’nde konuyla ilgili temel çalışmalar yapmıştı.
Columbia Üniversitesi’nden Louis E. Brus, sıvılardaki parıldayan kuantum noktalarını keşfetti
Kaynak: dpa
MIT’den Moungi Bawendi, kontrollü bir şekilde çeşitli boyutlarda kuantum noktaları üretmeyi başardı
Kaynak: dpa
Çarşamba öğleden sonra Stockholm’de ödül alanlar açıklandığında, Nobel Komitesi bir masanın üzerine, sıranın bir tarafında kırmızıdan diğer tarafında maviye kadar gökkuşağının tüm renklerindeki sıvıların bulunduğu bir dizi cam şişeyi yan yana yerleştirmişti. satırın. İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi Genel Sekreteri Hans Ellegren, tüm kaplarda tamamen aynı maddenin, sadece farklı parçacık boyutlarıyla çözüldüğünü açıkladı. Buna bağlı olarak sıvı daha sonra farklı renklerde görünür.
Bu etki ancak kuantum fiziğinin yardımıyla açıklanabilir. Bu yılın Nobel Ödülü’nde söz konusu olan küçük parçacıklara kuantum noktaları denmesinin nedeni budur. Daha 1930’lu yıllarda fizikçiler, o zamanlar yeni olan kuantum mekaniği teorisine dayanarak birkaç yüz ya da bin atomdan oluşan küçük parçacıkların egzotik özelliklerini tahmin etmişlerdi.
Ancak o zamanlar bu kadar küçük parçacıkların kontrollü bir şekilde nasıl üretilebileceğine dair kimsenin fikri yoktu. Renkli vitray pencereler akıllarındaki şey değildi; bunları üretmenin araştırmacılara pek bir faydası olmazdı. Uzun bir süre boyunca kuantum noktalarının özelliklerine ilişkin teorik bilginin teknolojik olarak kullanılmasının imkansız olduğu düşünülüyordu. Belirli bir boyut ve şekle sahip bu kadar küçük parçacıklar nasıl üretilmelidir?
Kaynak: dpa infografik, Johan Jarnestad; İnfografik DÜNYA
Ancak 1980’lerin başında, Leningrad’daki Ioffe Enstitüsü’nden Alexei Ekimov, bilimsel hassasiyete sahip ilk cam yapımcılarının aksine, camları farklı boyutlardaki nanopartiküllerle özel olarak renklendirmeyi başardı. Ekimov, camlara bakır klorür kristalleri (CuCl) kattı ve bu parçacıkların farklı boyutlarıyla camda farklı renklerin oluşabileceğini kanıtlamayı başardı. Louis Brus da benzer sonuçlara vardı; bir çözeltideki kadmiyum sülfürden (CdS) kuantum noktaları üretti.
Eğer çok spesifik boyut ve yapıya sahip kuantum noktalarını kontrollü bir şekilde üretebilirseniz, spesifik uygulamalar için istenilen, çok spesifik özelliklere sahip malzemeler de üretebilirsiniz. Ancak teknik uygulamalar için gerekli kalitede kuantum noktaları üretmek uzun süre mümkün olmadı.
Ancak Bawendi, kişiye özel kuantum noktalarına giden yolda kesin atılımı ancak 1993 yılında gerçekleştirdi. Kuantum noktalarının kontrollü bir şekilde üretilmesi için bir yöntem geliştirdi. Ve şu şekilde çalıştı: Söz konusu malzeme, içinde “embriyo kristalleri” olarak adlandırılan sıcak bir çözücüye püskürtüldü.
Kaynak: ©Johan Jarnestad/İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi; İnfografik DÜNYA
Normalde bu ilkel kristaller artık büyüyecekti. Ancak solventin ultra hızlı seyreltilmesi ve soğutulması sayesinde Bawendi, nanopartiküllerin büyümesini istenen herhangi bir zamanda durdurmayı başardı. Ve bu şekilde, o ana kadar oluşan belli büyüklükteki parçacıkların tamamı alınmış oldu.
Parçacıkların özel özelliği: Parçacıklar küçüldükçe yayılan ışığın dalga boyu da kısalır. Ve böylece daha büyük parçacıklar kırmızı renkte parlıyor ve en küçük kuantum noktaları, üzerlerine ışık düştüğünde mavimsi renkte parlıyor.
Ancak elektronları nanometre boyutunda bir tanecikte “kilitlemek” yalnızca renklerini değiştirmez. Madde noktalarının diğer birçok fiziksel özelliği de boyutlarına bağlı olarak değişir; özellikle elektriksel ve manyetik olanlar. Parçacık yüzeyinin kimyasal reaksiyonlarda katalizör görevi görme yeteneği de değişir. Aynı şekilde erime noktası.
Nobel Ödülleri 2023
Bawendi yalnızca parçacık boyutunu kontrol etmekle kalmadı, aynı zamanda parçacıkların şeklini de büyük ölçüde kontrol etmeyi başardı. Bu aynı zamanda kuantum noktalarının özelliklerini de etkiler. Örneğin geliştirdiği teknoloji artık tümörlerdeki damarları görüntülemek için kullanılabiliyor.
Fransa, Tunus ve Batı Lafayette’de büyüyen Tunuslu matematikçi M. Salah Baouendi’nin oğlu, ödül sahiplerini duyurmak için ABD’den telefonla bağlandı. Bilimini şöyle açıklıyor: “Kuantum noktaları yeni bir tür elektroniği mümkün kılacak çünkü bunlar özel olarak elektronik özellikler yaratmak için kullanılabiliyor.” Bawendi’ye gece yarısı Nobel Ödülü’nü öğrendiğinde nasıl hissettiği soruldu. “Çok şaşırdım, uykuluyum, şok oldum, beklenmedik ve çok onur duydum” dedi.
Kuantum bilgisayarların temeli
Kuantum noktaları, terimin de belirttiği gibi, potansiyel olarak gelecekteki kuantum bilgisayarların temel yapı taşı haline gelebilir. Bu konuda çok sayıda laboratuvarda araştırmalar yapılıyor. Bilim adamlarının kuantum noktalarının kullanımı yoluyla büyük ilerleme kaydettiği bir diğer uygulama alanı da bunların kimyasal ve elektrokimyasal süreçleri katalize etmede kullanılmasıdır. İnsanlar katalitik konvertörleri düşündüklerinde ilk olarak yanmalı motora sahip arabaları düşünürler. Aslında katalizörler, maddeleri verimli bir şekilde üretmek için kimya endüstrisinin her yerinde kullanılmaktadır.
Örneğin sürdürülebilir elektrikten yeşil hidrojen üretimi için. Burada elektrolizin verimliliğini artıran katalizörler de kullanılır. Kuantum noktaları bu teknolojinin verimliliğini daha da artırabilir.
Bu yıl Nobel Ödül töreninde benzeri görülmemiş bir hata yaşandı. Ödül alanların isimleri, resmi duyurudan yaklaşık dört saat önce kazara bir basın açıklaması yoluyla İsveç medyasına gönderilmişti. Bu çok sinir bozucu çünkü resmi açıklamaya göre kazananlar her zaman yalnızca Akademi’nin sabah, duyurudan kısa bir süre önce yapılan toplantısında belirleniyor. Ancak basın açıklaması bu toplantıdan önce yayınlandı.
ayrıca oku
“Bunun elbette çok talihsiz bir durum olduğunu söyleyeyim. Olanlardan derin üzüntü duyuyoruz” yorumunu yaptı İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi Genel Sekreteri Hans Ellegren. Mesajın henüz bilinmeyen nedenlerle gönderildiği belirtildi. Gerçekte ne olduğunu öğrenmek için yoğun çaba harcadılar. Şu ana kadar bunun nasıl olabileceğini bilmiyoruz. Ancak en önemli şey, olayın ödülleri kimin aldığı üzerinde hiçbir etkisinin olmamasıydı, diye öne sürdü Ellegren.
Ellegren ayrıca basın toplantısında başka bir soruyu yanıtlamaktan kaçınmak zorunda kaldı. Bir gazeteci, bu yıl bir Rus bilim adamını Nobel Ödülü ile onurlandırmanın ve onu ödül törenine davet etmenin sorumlu olup olmadığını sormuştu. Ellegren, Nobel Ödül Komitesi’nin ödül alan kişileri yalnızca bilimsel katkılarının önemine göre seçtiğini vurguladı. Milliyetin bir rolü yok ve vakfın kurucusu Alfred Nobel’in açıkça istediği de buydu.
Bawendi, Brus ve Ekimov, 10 Aralık’ta Stockholm’de Nobel Ödülü’nü alacak. Bu yıl ödüle, yaklaşık 950.000 avroya eşdeğer olan on bir milyon İsveç kronu verildi.
Burada üçüncü taraflardan içerik bulacaksınız
Gömülü içeriğin görüntülenmesi için, üçüncü taraf sağlayıcılar olarak gömülü içeriğin sağlayıcıları bu izni gerektirdiğinden, kişisel verilerin iletilmesi ve işlenmesine ilişkin geri alınabilir onayınız gereklidir. [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Anahtarı “açık” konuma getirerek bunu kabul etmiş olursunuz (herhangi bir zamanda iptal edilebilir). Bu aynı zamanda GDPR Madde 49 (1) (a) uyarınca belirli kişisel verilerin ABD dahil üçüncü ülkelere aktarılmasına ilişkin onayınızı da içerir. Bu konuda daha fazla bilgi bulabilirsiniz. Sayfanın altındaki anahtarı ve gizliliği kullanarak onayınızı istediğiniz zaman iptal edebilirsiniz.