I punti quantici sono minuscoli cristalli che gli scienziati possono sintonizzare su colori diversi, dando un tocco extra vivido agli schermi TV di prossima generazione o illuminando tumori all'interno dei corpi in modo che i chirurghi possano scovarli.
Tre scienziati hanno vinto mercoledì il Premio Nobel per la chimica per il loro lavoro che ha trasformato un'idea teorizzata per la prima volta negli anni '30 in una realtà che ora occupa un posto d'onore nei salotti di tutto il mondo.
I punti quantici sono particelle semiconduttrici larghe appena un millesimo di un capello umano.
Nel 1937, il fisico Herbert Froehlich predisse che una volta che le particelle fossero diventate abbastanza piccole, le cosiddette nanoparticelle, sarebbero cadute sotto lo strano incantesimo della meccanica quantistica.
Per spiegare questo fenomeno quantistico, la presidente dell'American Chemical Society Judith Giordan ha detto di "pensarlo come una piccola scatola".
Quando una particella viene rimpicciolita abbastanza piccola, l'elettrone "si schianta contro i lati della scatola", ha detto all'AFP.
In una scatola più grande, gli elettroni colpirebbero le pareti meno spesso, il che significa che avrebbero meno energia.
Per i punti quantici, le caselle più grandi emettono luce rossa, mentre quelle più piccole appaiono blu.
Ciò significa che controllando la dimensione della particella, gli scienziati possono rendere i loro cristalli rossi, blu e tutto il resto.
Leah Frenette, esperta di punti quantici all'Imperial College di Londra, ha detto all'AFP che lavorare con il nanomateriale è stato come "guardare gli arcobaleni tutto il giorno".
Ma sarebbero passati 40 anni dalla previsione di Froehlich affinché qualcuno fosse effettivamente in grado di osservare questo fenomeno.
Chi ha scoperto cosa?
All'inizio degli anni '80, il fisico russo Alexei Ekimov, uno dei nuovi vincitori di mercoledì, fuse il vetro colorato e ne sottopose i risultati ai raggi X.
Notò che le particelle più piccole erano più blu, riconoscendo anche che si trattava di un effetto quantistico.
Ma essendo vetro, il materiale non era facile da manipolare e il fatto che fosse pubblicato su una rivista scientifica sovietica fece sì che pochi se ne accorgessero.
Più o meno nello stesso periodo negli Stati Uniti, un altro nuovo vincitore, Louis Brus, ignaro del lavoro di Ekimov, divenne il primo a scoprire questo colorato effetto quantistico in una soluzione liquida.
"Per molto tempo nessuno ha pensato che si potessero creare particelle così piccole, eppure i vincitori di quest'anno ci sono riusciti", ha affermato Johan Aqvist, membro del Comitato per il Nobel.
"Tuttavia, affinché i punti quantici diventassero davvero utili, era necessario essere in grado di realizzarli in soluzione con un controllo accurato delle loro dimensioni e superficie."
Il terzo nuovo vincitore del Nobel, Moungi Bawendi, francese, ha trovato un modo per farlo nel suo laboratorio presso il Massachusetts Institute of Technology nel 1993.
Controllando con precisione la temperatura di una miscela liquida di particelle chiamata colloide, Bawendi è stato in grado di far crescere i nanocristalli fino alla dimensione esatta che desiderava, aprendo la strada alla produzione di massa.
L'uso quotidiano più comune dei punti quantici è probabilmente nei televisori "QLED".
Cyril Aymonier, capo dell'Istituto francese di chimica della materia condensata, ha dichiarato all'AFP che i nanocristalli "migliorano la risoluzione dello schermo e preservano la qualità del colore più a lungo".
I medici usano la loro brillante fluorescenza anche per evidenziare organi o tumori nel corpo dei pazienti.
Frenette ha detto che sta lavorando su test diagnostici che utilizzerebbero i punti come "piccoli fari" per le malattie nei campioni medici.
Un problema è che la maggior parte dei punti quantici sono realizzati utilizzando cadmio, un metallo pesante tossico.
Sia Aymonier che Frenette hanno affermato che stanno lavorando su punti quantici che non sono tossici.
In futuro, i punti quantici potrebbero potenzialmente raddoppiare l'efficienza delle celle solari, ha affermato Giordan.
I loro strani poteri quantistici potrebbero produrre il doppio degli elettroni rispetto alla tecnologia esistente, ha spiegato.
"È sorprendente, perché ci stiamo avvicinando al limite degli attuali materiali solari", ha aggiunto.
Anche se i punti quantici sono considerati all'avanguardia dal punto di vista scientifico, probabilmente le persone li usano da secoli senza saperlo.
Secondo gli scienziati, i rossi e i gialli nelle vetrate colorate risalenti al X secolo mostrano che gli artisti dell'epoca trassero involontariamente vantaggio dalle tecniche che producevano punti quantici.
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