جائزة نوبل في الكيمياء تذهب إلى ثلاثة علماء اخترعوا النقاط الكمّيّة

مُنحت جائزة نوبل في الكيمياء لعام 2023 لثلاثة من مطوري النقاط الكمّيّة (الكمومية) Quantum dots ، وهي جسيمات Particles صغيرة جداً لدرجة أن خصائصها الكهربائية والبصرية Optical تتأثر بفيزياء الكم.

اثنان من الفائزين هما لويس بروس من جامعة كولومبيا Columbia University، وأليكسي إيكيموف من شركة نانوكريستال تكنولوجي Nanocrystals Technology، وكلاهما في نيويورك، اكتشفا -بشكل منفصل- التكنولوجيا في ثمانينات القرن العشرين. والفائز الثالث هو مونغي باوندي من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا Massachusetts Institute of Technology في بوسطن، الذي طور تقنيات أفضل لصنع النقاط الكمّىّة، والتي تُعرف أيضاً بالبلورات النانوية لأشباه الموصلات Semiconductor nanocrystals.

تتكون البلورات من مركبات مثل كبريتيد الرصاص أو سيلينيد الكادميوم، ويبلغ حجمها بضعة نانومترات فقط، أو نحو واحد على الألف من عرض شعرة الإنسان.

نظراً لأن البلورات صغيرة جداً، فإنها تمتلك خصائص يضعها في موقع ما بين الذرات Atoms الفردية التي تحكمها قوانين فيزياء الكم Quantum physics، والقطع العادية الكبيرة من المواد المصنوعة من المركبات نفسها.

داخل النقاط الكمّيّة، يمكن للإلكترونات أن تَشْغَل فقط مستويات طاقة منفصلة Discrete energy levels، مما يعني أنها إذا تم تحفيزها، فإنها تبعث الضوء بأطوال موجية Wavelengths محددة اعتماداً على خصائص البلورة.

يتم بالفعل استخدام النقاط لتوليد الإضاءة وأشعة الليزر وفي شاشات عرض التلفزيون، كما يتم استخدامها أيضاً في الأبحاث الطبية، على سبيل المثال للمساعدة على تصوير البُنى المختلفة داخل الأنسجة الحية.

كما تُدرس أيضاً كوسيلة مُساعِدة في جراحة السرطان، لأنه إذا تم ربطها بجزيئات مُستهدِفة Targeting molecules وحُقِنت في شخص مصاب بالسرطان، فإنها تستقر على الخلايا السرطانية وتتوهج فتضئ الخلايا، مما يسمح بإزالة الأنسجة السرطانية فقط – أثناء العملية.

يمكن أيضاً استخدام البلورات لتوصيل الأدوية السامة المضادة للسرطان إلى موقع الورم فقط، وأن تتوهج البلورات بمجرد تفريغ حمولتها.

وفي حديثه خلال مؤتمر صحافي في 4 أكتوبر، قال باوندي: «لم أكن أعتقد أنني سأحصل على هذه الجائزة. إنه مجال قام على الكثيرين ممن أسهموا في تطويره».

وقد تم تسريب قرار نوبل إلى صحيفة سويدية تدعى افتونبلاديت Aftonbladet قبل عدة ساعات من إعلانه رسمياً.

بقلم: كلير ولسون