Ekranlar ve ilaçlar için renkli mucize parçacıklar

Kenan

Member
Nobel Kimya Ödülü’nün verilmesi bu yıl bir aksaklıkla başladı. Gerçek duyurudan dört saat önce, kazananlar İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi tarafından gönderilen bir e-postayla açıklandı. Bu, İsveç medyasına atıfta bulunan Alman Basın Ajansı (dpa) tarafından bildirildi.

Duyuruda, ABD’de çalışan üç araştırmacı Moungi Bawendi, Louis Brus ve Alexei Ekimov’un “kuantum noktalarının keşfi ve sentezi nedeniyle” 2023 Nobel Kimya Ödülü’nü alacakları belirtildi. İsveç Akademisi sözcüsü sorulduğunda bu seçimi yalanladı: “Akademi henüz bir karar vermedi.”

Akademi üyeleri bunun bir dikkatsizlik olduğunu, ödül kazananlarla ilgili kararın henüz verilmediğini açıkladı. Açıklamalara göre akademi genellikle sabahları çeşitli adayları tartışmak ve ardından kazananların seçimine birlikte karar vermek için toplanıyor. Bazen duyuru gecikir.


Reklam | Okumaya devam etmek için kaydırın

Araştırma moleküler yapılara daha da derinlemesine nüfuz ediyor


Ancak saat 11.45 civarında vakit gelmişti. Ve ortaya çıktı: Bunlar tam olarak e-postada bahsedilen kişilerdi. Bu durum akademideki olayların gerçekten her zaman iddia edildiği gibi olup olmadığı ve bu dikkatsizliğin nasıl meydana geldiği sorusunu gündeme getiriyor. Normalde mutlak gizlilik geçerlidir. Zamanından önce Nobel Ödülü sahibi ilan edilen bilim adamlarının, sonunda başkaları seçilseydi nasıl hissedeceklerini tahmin etmek mümkün. Akademi Genel Sekreteri Hans Ellegren kazananları açıklarken “Olanlardan derin üzüntü duyuyoruz” dedi.

Kimya alanında Nobel Ödülü kazanan üç kişinin hepsi ABD’de çalışıyor ve erkek. Bu, 2023 Nobel Ödülü’nün de bir süredir defalarca eleştirilen trende uyduğu anlamına geliyor. Tıp, kimya ve fizik alanlarında dünyanın en önemli ödülüne, başta ABD’li bilim insanları olmak üzere “Anglo-Sakson” araştırmacılar hakim oluyor. Bugüne kadar bu kategorilerde 640’ı aşkın Nobel Ödülü sahibinden yalnızca 26’sı kadın (bu yıl bunlara biyokimyacı Katalin Karikó ve fizikçi Anne L’Huillier de eklendi). Bugün dünyanın birçok yerinde son teknoloji araştırmalar yapılıyor ve birçok ekipte büyük oranda kadın araştırmacılar var.

Bu yıl Nobel Kimya Ödülü’ne layık görülen konu yine çok özel. Trend böyle çünkü araştırmalar moleküler yapılara giderek daha derinlemesine nüfuz ediyor. Bu, Salı günü fizikte Nobel Ödülü kazananlarının açıklanmasıyla zaten gösterildi. Üç bilim insanı, saniyenin milyarda birinin milyarda biri uzunluğunda lazer flaşları geliştirdikleri için ödüle layık görüldü. Bu tür ultra kısa ışık darbeleri, elektronların nasıl hareket ettiğini veya enerjilerini nasıl değiştirdiğini görünür kılmak için kullanılabilir.

Metrenin milyarda biri mertebesinde gelişmeler


Nobel Tıp Ödülü ise Pazartesi günü, diğer şeylerin yanı sıra korona aşılarının temelini oluşturan mRNA teknolojisinin temelini geliştiren bilim insanlarına verildi. Burada da hücrelerin en küçük yapılarına kadar giriyor.

Nobel Kimya Ödülü artık İsveç Kraliyet Bilimler Akademisi’nin açıkladığı gibi “nanoteknoloji için önemli bir temel” attıkları için Moungi Bawendi, Louis Brus ve Alexei Ekimov’a gidiyor. Üçlü, bu yıl on bir milyon İsveç kronu (yaklaşık 950.000 euro) tutarındaki para ödülünü paylaşacak.

Nano-, bu önek milyarıncı anlamına gelir. Bir nanometre, metrenin milyarda biri boyutundadır. Günümüzde en son teknolojilerin gelişimi bu alanlarda gerçekleşmektedir. Nanotüpler gibi nanomateryaller, tıpta yeni tip implantların geliştirilmesi ve nanopartiküllerin çok çeşitli alanlarda kullanılması buna örnek olarak gösterilebilir.

Nobel jürisi şöyle açıklıyor: “Kimya okuyan herkes, bir elementin özelliklerinin, sahip olduğu elektron sayısına bağlı olduğunu öğrenir.” “Ancak madde nano boyutlara küçüldüğünde kuantum fenomeni ortaya çıkıyor.” Bunlar kuantum fiziğinin klasik fizik teorileriyle açıklanamayacak etkileridir. Çoğu yalnızca özel koşullar altında ve ölçümler sırasında ortaya çıkar.

Parçacıkların boyutu, kuantum etkileri yoluyla camın rengini belirler


World of Physics internet sitesindeki bir temsil şöyle diyor: “Maddenin yapı taşları, yani atomlar ve onların bileşenleri: protonlar, nötronlar ve elektronlar, aynı zamanda örneğin hafif parçacıklar, günlük dünyamızda bildiğimizden tamamen farklı bir davranış sergiliyor.” portal. Buna göre örneğin kuantum parçacıkları, parçacık özelliklerinin yanı sıra dalga özelliklerine de sahiptir ve “aynı anda farklı yerlerde” gibi görünmektedir.

“2023 Nobel Kimya Ödülü sahipleri, özellikleri kuantum fenomeni tarafından belirlenecek kadar küçük parçacıklar üretmeyi başardılar. Kuantum noktaları olarak adlandırılan parçacıklar artık nanoteknolojide büyük önem taşıyor” diye açıklıyor jüri üyeleri. Çoğunlukla yarı iletken malzemeden yapılmışlardır ve kendileri de binlerce ila on bin atomdan oluşan yarı iletken nanokristaller olmalarına rağmen “yapay atomlar” olarak da anılırlar.

“Kuantum noktalarının birçok büyüleyici ve sıra dışı özelliği var. Önemli olan boyutlarına bağlı olarak farklı renklere sahip olmalarıdır” diyor Nobel Kimya Komitesi başkanı Johan Åqvist. Yazarlar, fizikçilerin bu tür boyuta bağlı kuantum etkilerinin nanopartiküllerde meydana gelebileceğini uzun zamandır bildiklerini, ancak o zamanlar bunları nano boyutlarda modellemenin neredeyse imkansız olduğunu belirtiyor. “Bu nedenle çok az kişi bu bilginin uygulamaya konulacağına inanıyordu.”

Ancak sunuma göre 1980’lerin başında Alexei Ekimov renkli camda boyuta bağlı kuantum etkileri yaratmayı başardı. Renk, bakır klorürün nanopartiküllerinden geldi ve Ekimov, partikül boyutunun camın rengini kuantum etkileri yoluyla etkilediğini gösterdi. Alexei Ekimov – daha yaygın transkripsiyona göre Yekimov – 1945 doğumlu Rusya’dan bir fizikçidir. 1980’lerin başında şimdiki Saint Petersburg olan Leningrad’daki Joffe Enstitüsü’nde araştırmalar yaptı.

Nobel Ödülü ayrıca Saint Petersburg’daki Joffe Enstitüsü’ne gitti


1996 yılında Ekimov, Humboldt Araştırma Ödülü’ne layık görüldü ve aralarında Stuttgart ve Giessen’in de bulunduğu Almanya’ya bilimsel ziyaretlerde bulundu. 1999’dan bu yana ABD’nin New York şehrinde özel bir şirket olan Nanocrystals Technology Inc.’de bilim insanı olarak çalışmaktadır. En azından ilginç olan, Ekimov’un bir zamanlar Rusya’da Nobel Ödülü’nü aldığı çalışmayı yapmış olmasıdır. Ödül aynı zamanda Saint Petersburg’daki Joffe Enstitüsü’ne de gidiyor.

Ekimov’dan birkaç yıl sonra Nobel jürisi, “Louis Brus, bir sıvı içinde serbestçe yüzen parçacıklarda boyuta bağlı kuantum etkilerini ortaya koyan dünyadaki ilk bilim adamı oldu” diye yazıyor. Brus, 1943’te Cleveland, Ohio’da doğdu. Bell Laboratuvarlarında araştırmalar yürüttü ve şu anda New York’taki Columbia Üniversitesi’nde fizik ve kimya profesörüdür.

Jüri üyelerinin bildirdiği gibi, 1993 yılında Moungi Bawendi kuantum noktalarının kimyasal üretiminde devrim yarattı ve neredeyse mükemmel parçacıkların elde edilmesini sağladı. “Uygulamalarda kullanım için bu yüksek kalite gerekliydi.” Bawendi, 1961 yılında Paris’te doğdu. Tunuslu bir matematikçinin oğludur. Harvard’da kimya okudu ve Bell Laboratuvarlarında Louis Brus ile genç bir bilim adamı olarak çalıştı. 1990’dan beri Cambridge’deki Massachusetts Teknoloji Enstitüsü’nde (MIT) ve 1995’ten beri profesör olarak çalışmaktadır.

Peki bu kuantum noktaları nerede kullanılabilir? Nobel jürisi ayrıca kuantum noktalarının artık örneğin QLED teknolojisine dayalı televizyon ekranlarını aydınlattığını duyurdu. Kuantum noktaları bir Haberin Detayları ışığıyla aydınlatılıyor ve ardından renkleri ortaya çıkıyor. Bu tür parçacıklar tıpta da kullanılabilir ve tümör dokusunun çıkarılmasında cerrahlara yol gösterebilir. “Bu nedenle kuantum noktaları insanlığa en büyük faydayı sağlıyor. Araştırmacılar bunların gelecekte esnek elektroniklere, küçük sensörlere, daha ince güneş pillerine ve şifreli kuantum iletişimine katkıda bulunabileceklerine inanıyor; dolayısıyla bu küçük parçacıkların potansiyelini keşfetmeye yeni başladık.”