Quantum dots, eller kvanteprikker, har fundet vej til bl.a. LCD og OLED skærme, og Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi anerkender nu vigtigheden af opdagelsen af nanopartiklerne.
Den amerikanske forfatter Stewart Brand skrev engang, at "videnskab er den eneste nyhed". For kemikere er kvanteprikker næppe en nyhed, men for forbrugere er de endelig begyndt at komme frem i lyset.
I skærmverdenen blev de til at starte med anvendt til at forbedre LCD-paneler og senere i mere integreret form i QD-OLED, hvor blåt lys omdannes til rødt og grønt lys ved hjælp af kvanteprikker. De ekstremt små nanopartikler, der måler nogle få nanometer (milliontedel af en millimeter) kan potentielt løfte skærmteknologi yderligere.
Kvanteprikker kan desuden anvendes i LED-lamper, solpaneler og til hjælp for kirurger under fjernelse af tumorvæv.
Kvanteprikker bruges i QD-OLED TV såsom Sony A95 og Samsung S95 samt i QD-OLED monitorer. Foto: Samsung Display
Nobelprisen i kemi
Nobelprisen i kemi 2023 tildeles tre forskere for "opdagelsen og udviklingen af kvanteprikker; nanopartikler så små, at deres størrelse bestemmer deres egenskaber".
Fysikere havde længe vidst, at der i teorien kunne opstå størrelsesafhængige kvanteeffekter i nanopartikler, men på det tidspunkt var det næsten umuligt at forme i nanodimensioner. Derfor troede få mennesker, at denne viden ville blive brugt i praksis.
Men i begyndelsen af 1980'erne lykkedes det Alexei Ekimov at skabe størrelsesafhængige kvanteeffekter i farvet glas. Farven kom fra nanopartikler af kobberchlorid, og Ekimov demonstrerede, at partikelstørrelsen påvirkede glassets farve via kvanteeffekter.
Et par år senere blev Louis Brus den første videnskabsmand i verden til at bevise størrelsesafhængige kvanteeffekter i partikler, der svævede frit i en væske.
I 1993 revolutionerede Moungi Bawendi den kemiske produktion af kvanteprikker, hvilket resulterede i næsten perfekte partikler. Denne høje kvalitet var nødvendig for, at de kunne bruges.
Moungi G. Bawendi, født 1961 i Paris i Frankrig, Louis E. Brus, født 1943 i Cleveland i USA, og Alexei I. Ekimov, født 1945 i det tidligere Sovjet, deler hæderen plus 11 mio. svenske kroner ligeligt.
Nobelprisen i kemi er blandt de fem oprindelige nobelpriser, der blev skabt efter Alfred Nobels testamente i 1895.
Kvanteprikker kan konvertere lysenergi til en anden ønsket farve. Foto: Antipoff, CC BY-SA 3.0
Fremtiden for kvanteprikker
Potentialet i kvanteprikker er endnu større, mener branchen og akademiet.
- "Kvanteprikker giver således den største fordel for menneskeheden. Forskere mener, at de i fremtiden kan bidrage til fleksibel elektronik, bittesmå sensorer, tyndere solceller og krypteret kvantekommunikation – så vi er kun lige begyndt at udforske potentialet i disse små partikler," skriver Det Kongelige Svenske Videnskabsakademi.
Den førende leverandør af kvanteprikker til skærme, Nanosys, blev for nylig opkøbt af Shoei Chemical fra Japan, der ved samme lejlighed fremlagde planer om at fremskynde udvikling af ny EL-QD (NanoLED) skærmteknologi. Den ses illustreret nedenfor.
Hvordan kvanteprikker bruges i skærme – og hvordan de måske i fremtiden kan bruges. Foto: Nanosys
