三位科学家因他们在量子点的发现和合成方面的工作而获得了2023年诺贝尔化学奖，这一工作帮助推动了纳米技术领域的革命。科学家们因其在量子点（一种直径仅有几个原子的微粒）领域的研究工作而获得诺贝尔化学奖。这些微粒能够释放非常明亮的彩色光，其在日常生活中的应用包括电子和医学成像。
这三位科学家分别是麻省理工学院的蒙吉·巴文迪（Moungi Bawendi），哥伦比亚大学的路易斯·布鲁斯（Louis Brus），以及纽约的纳米晶技术公司（Nanocrystals Technology Inc.）的阿列克谢·叶基莫夫（Alexei Ekimov）。巴文迪1961年出生于法国，是美国麻省理工学院教授；布鲁斯1943年出生于美国，是美国哥伦比亚大学教授；叶基莫夫1945年出生于苏联，是美国纳米晶体技术公司的前首席科学家。
瑞典皇家科学院在斯德哥尔摩宣布了这一奖项，并表示这些微粒“具有独特的特性，现在已经在电视屏幕和LED灯中散发出明亮的光”，表彰他们在纳米技术领域的基础发现，这些微粒曾被认为太小以至于无法制造，但现在已经广泛应用于电视屏幕和LED灯，以及医生用来观察肿瘤血管系统的仪器。
瑞典皇家科学院的诺贝尔委员会成员Pernilla Witting Stafshede解释说：“为什么制造出肉眼几乎看不到的微小颗粒并给它们上色会有重要性呢？这实际上在今天的医学和技术中得到了应用...我们的电视和手机屏幕上使用了内置量子点来呈现更亮丽的颜色。”
这一奖项的宣布之前，瑞典媒体提前几小时泄露了获奖者的名字，这是一次不寻常的事件，似乎是因为一份错误发布的新闻稿。
这三位科学家各自为纳米技术领域的“基础发现”做出了贡献，这一领域的研究已经在电视屏幕和生物成像方面取得了新的技术突破。Bawendi在周三早上的新闻发布会上通过电话表达了一系列的反应：“非常惊讶，困倦，震惊，意外，非常荣幸。”
这一奖项的获得者名单在正式宣布之前被泄露给了瑞典媒体，但Bawendi表示他在那时还在熟睡中，所以并没有听到相关消息。
量子点是微粒，其尺寸非常小，以至于它们的尺寸实际上会影响它们的性质。例如，蓝色的量子点和红色的量子点可以由相同的材料制成，唯一的区别是微粒本身的尺寸（蓝色的量子点比红色的量子点小）。实际上，改变尺寸可以改变除颜色之外的许多不同性质，这意味着量子点可能在各种应用中非常有用，包括建造更好的太阳能电池，甚至可能通过使用太阳光来创造燃料（这是植物用来生成糖的方式）。
虽然量子点听起来更接近物理学，但官员们表示，很多基础研究实际上由化学家在这一领域进行。
量子点的发展首次在1937年被理论上提出，它们是一类新型材料，其尺寸的变化也会导致粒子的所有性质发生变化，包括颜色、光学、电学甚至熔点。然而，直到20世纪80年代初，Ekimov首先成功制造出了量子点，Brus则随后取得了类似的成果。然而，最初的突破是使用不太理想的方法来获得的（很难控制微粒的尺寸和质量），但后来又有科学家发现了一种优雅的方法，使得这项技术得以广泛应用。
1993年，Moungi通过创造“种子”或初级微粒，然后使用温度来精确控制它们的方法，彻底改变了这一过程，使得微粒的尺寸和质量都能够得到精确控制。
这些诺贝尔奖获得者继续推动纳米技术的发展，纳米技术可以追溯到150多年前英国科学家迈克尔·法拉第（Michael Faraday）的工作，他首次制造了金纳米粒子。而更多的发现可能还在路上。
瑞典科学院的化学诺贝尔委员会成员、斯德哥尔摩皇家理工学院化学教授Olof Ramström表示：“这一领域有很多人非常积极地工作，以开发应用。这项工作不需要高级设备，已经应用到了量子计算领域，其中亚原子粒子被用来存储信息。”
美国化学学会主席Judith C. Giordan在听到诺贝尔奖宣布后不久表示：“这是一个理论现象的很好例证，从理论上讲，它可以在实验室中制造出来，然后将其推广到制造的下一个层次。”Giordan表示，最令人兴奋的应用将使用纳米技术来制造更高效的太阳能电池，并创建允许医生和科学家观察癌细胞的探针。
关于这一奖项中有俄罗斯科学家获奖的选择，诺贝尔委员会的Johan Åqvist表示：“在选择奖项时，我们只是按照识别最重要的发现和最重要的贡献者的程序。国籍在这里并不重要，这符合阿尔弗雷德·诺贝尔的遗愿。”
瑞典化学学会会长Gill Reid教授表示：“对量子点研究的认可令人兴奋，显示了化学如何用于解决一系列挑战。这些卓越的纳米粒子有巨大的潜力，可以创建更小、更快、更智能的设备，提高太阳能电池的效率，提升电视屏幕的亮度。”她还补充道：“伟大的科学受益于多样化的观点，作为集体努力的一部分，今年的奖项就是一个很好的例子，来自不同实验室、不同国家的人们从不同角度解决了一个问题。”
每个学习化学的人都知道，元素的性质由其拥有的电子数量决定。然而，当物质缩小到纳米尺度时，量子现象会出现，这些现象由物质的尺寸决定。2023年的诺贝尔化学奖获得者成功制造出了微粒，它们如此之小，以至于它们的性质由量子现象决定。这些微粒被称为量子点，现在在纳米技术领域非常重要。
瑞典皇家科学院的诺贝尔委员会主席Johan Åqvist表示：“量子点具有许多迷人和不寻常的性质。重要的是，它们的尺寸决定了它们的颜色。”
物理学家早就知道，理论上，纳米粒子中可能会出现与尺寸有关的量子效应，但那个时候在纳米尺度上雕刻几乎是不可能的。因此，很少有人相信这一知识会被实际应用。
然而，在20世纪80年代初，阿列克谢·叶基莫夫（Alexei Ekimov）成功地在着色玻璃中制造了与尺寸相关的量子效应。玻璃的颜色来自铜氯化物的纳米粒子，Ekimov证明了微粒的尺寸通过量子效应影响了玻璃的颜色。
几年后，路易斯·布鲁斯（Louis Brus）成为世界上第一个证明在液体中自由浮动的微粒中存在与尺寸相关的量子效应的科学家。
1993年，蒙吉·巴文迪（Moungi Bawendi）通过改革量子点的化学制备方法，制造了几乎完美的微粒，这种高质量的制备方法为它们的广泛商业和医学应用铺平了道路。
量子点现在用于照明计算机显示器和基于QLED技术的电视屏幕。它们还为一些LED灯的光线增添了细微的差异，生物化学家和医生使用它们来绘制生物组织。因此，量子点正在为人类带来最大的好处。研究人员认为，在未来，它们可能会为柔性电子设备、微型传感器、更薄的太阳能电池和加密的量子通信做出贡献，因此我们刚刚开始探索这些微小粒子的潜力。
科学家Moungi Bawendi、Louis Brus和Aleksey Ekimov因其对微观世界的探索而获得了2023年诺贝尔化学奖。他们的发现涉及微观尺度的原子团簇，被称为量子点，如今广泛用于创建平板显示屏、LED灯以及帮助外科医生看到肿瘤中的血管的设备。量子点的一个“迷人而不寻常的特性”是，它们根据微粒的尺寸改变光的颜色，同时保持原子结构不变，诺贝尔化学委员会主席Johan Aqvist表示。
在一次新闻发布会上，当被问及听到获奖消息时的感受时，Bawendi在美国的电话中表示：“非常惊讶、困倦、震惊、出乎意料、非常荣幸。”他补充说，对量子点的研究仍在积极进行中。他说：“我相信会有非常有趣的发现出现。”
与其他微粒一样，微粒越小，它们的行为就越奇怪。这在量子点上尤其明显，它们是由这三位诺贝尔获奖者多年来开发的半导体晶体。Ekimov在20世纪80年代初使用着色玻璃展示，铜氯化物的纳米粒子会根据它们的尺寸改变颜色。不久之后，美国的Louis Brus首次展示，类似的效应也可以在液体中自由浮动的微粒中产生。然后，在1993年，法国人Moungi Bawendi通过化学手段彻底改革了量子点的制备方法，从而获得了几乎完美的微粒，其尺寸可以被精确控制。
量子点现在广泛用于电视屏幕、LED灯和帮助外科医生移除肿瘤组织的设备中。然而，它们的应用还扩展到了成像和生物医学领域，甚至可以用作癌症检测代理、癌症药物的超小载体以及耐药细菌的消除者。量子点还推动了太阳能技术的重大进步，正在成为量子计算系统的关键组成部分。
“现在可以使用相对低成本的溶液相批量化学方法制备具有高度控制的、尺寸依赖性特性的量子点，从而使这些革命性材料广泛可用，”瑞典皇家科学院写道。“估计，2021年全球量子点市场规模达到40亿美元，量子点被用作照明和显示技术中的高质量光发射体，以及生物医学成像。持续的纳米技术研究还探索了量子点在红外光探测、太阳能能量转换、发光二极管、诊断和光催化等领域的应用。”
瑞典皇家科学院表示，他们在量子点方面的研究“为纳米技术增色添彩”，即在制造过程中将物质用于原子或分子级别。“研究人员认为，未来它们可能会为柔性电子、微型传感器、更薄的太阳能电池和加密的量子通信做出贡献，所以我们刚刚开始探索这些微小粒子的潜力。”
他们的工作在20世纪80年代和90年代开创了纳米尺度上的新领域，这些微小粒子被称为量子点。这些量子点可以发出特定颜色的光，这一性质在制造LED灯、电视屏幕和生物成像中得到了广泛应用。瑞典皇家科学院表示，这些科学家的工作“为纳米技术增色添彩”，并赋予了材料以“特殊和出其不意的性质”。
量子点的尺寸和结构可以通过精确的合成方法进行控制，使它们在多种应用中发挥作用，包括光电子学、生物医学和能源技术。这些微小粒子如今已经在LED照明、平板显示屏、生物成像设备等领域得到广泛应用，它们还具有潜力用于太阳能电池、纳米传感器和量子计算等新兴技术。
这一诺贝尔化学奖奖金总额为1100万瑞典克朗（约合99.5万美元），将在12月10日的颁奖典礼上授予三位获奖者。这是2023年的诺贝尔奖项系列中的第三个奖项，此前已经颁发了物理学奖和医学奖。
