Nobel per la Chimica 2023 a Bawendi, Brus ed Ekimov per la scoperta e lo sviluppo dei punti quantici
Il Premio Nobel per la Chimica 2023 è stato assegnato agli scienziati Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus e Alexei I. Ekimov per la scoperta e lo sviluppo dei punti quantici, che hanno rivoluzionato le applicazioni basate sulla nanotecnologia. A insignirli del più prestigioso dei riconoscimenti scientifici l'Accademia Reale Svedese delle Scienze, che ha dato l'annuncio durante una conferenza stampa tenutasi mercoledì 4 ottobre alle 11:45 (ora italiana) presso la sede di Stoccolma. È stata trasmessa in diretta streaming dal portale ufficiale nobelprize.com. A comunicare il nome dei vincitori Hans Ellegren, il segretario generale dell'istituzione. L'Accademia Reale Svedese delle Scienze è responsabile anche del Premio Nobel per la Fisica, il secondo della serie, che quest'anno è stato assegnato a Pierre Agostini, Ferenc Krausz e Anne L'Huillier per la creazione di impulsi di luce brevissimi – nell'ordine di attosecondi – che hanno rivoluzionato lo studio degli elettroni. Il Premio Nobel per la Fisiologia o la Medicina 2023, di cui è invece responsabile la “The Nobel Assembly” del Karolinska Institute di Stoccolma, è stato invece conquistato da Katalin Karikó e Drew Weissman, per gli studi sull'mRNA che hanno permesso di sviluppare i vaccini anti Covid. Nel 2022 il Premio Nobel per la Chimica era stato vinto da Carolyn Bertozzi, Morten Meldal e Barry Sharpless per lo sviluppo della click chemistry e della chimica bioortogonale, mentre nel 2021 era andato a Benjamin List e David W.C. MacMillan per lo sviluppo dell’organocatalisi asimmetrica.
Come indicato, a vincere il Premio Nobel per la Chimica 2023 sono stati Moungi G. Bawendi del Massachusetts Institute of Technology o MIT (Stati Uniti), Louis E. Brus dell'Università Columbia di New York e Alexei I. Ekimov dell'azienda statunitense Nanocrystals Technology Inc. Sono stati premiati per la scoperta e lo sviluppo dei punti quantici, ovvero particelle artificiali (tecnicamente nanocristalli semiconduttori) di dimensioni infinitesime, nell'ordine di una decina nanometri al massimo. Per rendersi conto di quanto sono piccoli, basti sapere che corrispondono al diametro di poche decine di atomi uno di fianco all'altro. Le loro dimensioni sono tali che le proprietà che li caratterizzano sono determinate da fenomeni quantistici, come spiegato dalla Fondazione Nobel. Si tratta di fenomeni che si verificano a livello atomico (o subatomico) impossibili da spiegare con la fisica classica e con la chimica basata sul numero degli elettroni.
Nonostante la loro eccezionalità, i punti quantici hanno permesso lo sviluppo di applicazioni e oggetti di uso quotidiano. Fra essi figurano gli schermi a LED di TV, tablet, monitor e smartphone, celle fotovoltaiche, transistor, peculiari dispositivi di illuminazione e molto altro ancora. Possono anche supportare i medici durante delicatissimi interventi chirurgici, ad esempio grazie al raffinato imaging ottico che aiuta a rimuovere il tessuto tumorale con grande precisione. Sono coinvolti anche nella microscopia a fluorescenza, nella spettroscopia a fluorescenza, nella terapia fotodinamica e in altre avanzate applicazioni mediche e di laboratorio per la mappatura dei tessuti.
Il primo scienziato a scoprire i punti quantici è stato il russo Alexei I. Ekimov all'inizio degli anni '80, mentre lavorava presso l'Istituto di Fisica dei Semiconduttori dell'Accademia delle Scienze dell'URSS (Novosibirsk). Le caratteristiche delle microscopiche particelle emersero mentre faceva esperimenti con del vetro colorato. Scoprì che cristalli di cadmio seleniuro con diametro nanometrico emettevano luce di diversi colori in base alle loro dimensioni. "I punti quantici hanno molte proprietà affascinanti e insolite. È importante sottolineare che hanno colori diversi a seconda delle loro dimensioni", ha infatti dichiarato Johan Åqvist, presidente del Comitato per il Nobel per la Chimica.
Gli studi di Ekimov sono stati ampliati da Louis Brus mentre lavorava presso i Laboratori Bell negli Stati Uniti. Fu il primo "a dimostrare effetti quantistici dipendenti dalle dimensioni nelle particelle che fluttuano liberamente in un fluido", come indicato dalla Fondazione Nobel. Un decennio più tardi, all'inizio degli anni '90, Moungi Bawendi (nato in Tunisia) perfezionò il lavoro dei suoi illustri colleghi rendendo i punti quantici fruibili per le applicazioni commerciali e mediche. In pratica, riuscì a rendere queste nanoparticelle uniformi e controllabili in un range di 2 – 10 nanometri, permettendo di trasferirne le affascinanti proprietà dai tavoli di laboratorio agli oggetti di uso quotidiano.
