诺贝尔奖4日遭遇提前泄露小事件

化学奖颁给“量子点”

这种纳米材料早已在屏幕上闪光

2023-10-05

巴文迪 布鲁斯 叶基莫夫

评委会专家解读化学奖得主研究成果

记者 钟松君

瑞典皇家科学院4日宣布,将2023年诺贝尔化学奖授予三名科学家蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和阿列克谢·叶基莫夫,以表彰他们在发现和合成量子点方面所作出的贡献。

三名获奖者将平分1100万瑞典克朗(约合100万美元)奖金。

名单提前泄露了一下

今年的诺贝尔化学奖,出了点事情。获奖者的名字被泄露给了瑞典的一家报纸,这是一个极不寻常的事情。

“这是瑞典皇家科学院出错。我们的会议9点30分开始,那时还没做出决定。”诺贝尔化学奖委员会主席约翰·阿奎斯特说,“还没选定中奖者。”

瑞典皇家科学院常任秘书汉斯·埃勒格伦说:“由于未知原因,我们发布了一份新闻稿,我们今天上午一直在查到底发生了什么。”

据报道,泄露名单与后来公布的获奖者名单一致:蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和阿列克谢·叶基莫夫。

迷上化学物理是一辈子的事

路易斯·布鲁斯美国哥伦比亚大学化学系教授,以其胶体半导体纳米晶体(量子点)的研究,被公认为纳米科学领域的研究先驱之一。

布鲁斯1943年出生于美国俄亥俄州克里夫兰,爸爸是做保险的,常常搬家。在堪萨斯郊区读高中时,他迷上了化学和物理。

1961年,布鲁斯以海军预备役军官训练团奖学金,进入得克萨斯州休斯敦的莱斯大学,在学习他热爱的物理化学之时,不得不兼学海战知识,参加海上活动,特别忙。直到大四,他才得到研究空间。

1965年毕业后成了海军准尉,上级同意给他特殊豁免,可以不服役,休假4年,去读研究生。他去了纽约,在哥伦比亚大学读书,因为这里有个“明确的化学物理专家”对他胃口,并且他一直生活在中西部,对纽约很感兴趣。

获得物理化学博士学位后,他以中尉身份进入海军,在美国海军研究实验室担任科学参谋。1973年退役,他揣着导师理查德·伯索恩写的强有力的推荐信,进入了贝尔实验室。

两个科学家,各自研究没有交流

科学作家廷斯利·戴维斯在《布鲁斯传》中说,布鲁斯一生最重要的工作,始于“1983年的一次偶然观察”。他发现了一个秘密,导电率是如何随着材料颗粒尺寸的变化而变化的。

他研究光激发半导体表面发生的有机氧化和还原反应,使用水性胶体半导体,获得更高的反应面积。

“半导体的带隙在实验上是颗料大小的函数。”他说,他意识到纳米晶体对微电子技术非常重要,计算的未来取决于越来越小的半导体。

阿列克谢·叶基莫夫与布鲁斯的研究同时。

20世纪80年代初,他在苏联圣彼得堡的瓦维洛夫国家光学研究所研究半导体掺杂玻璃,发现掺杂玻璃中的纳米半导体晶体尺寸不同颜色不同。他与其他科学家合作研究,解释了量子点尺寸效应。

叶基莫夫1945年出生,1974年获Ioffe物理技术研究所博士学位。

他与布鲁斯因为冷战未能交流,各自研究。后来他们因为量子点的开创性研究,一起获得过多种奖项。

来了一个博士后

1986年,布鲁斯和助手保罗·阿利维萨托斯、迈克尔·施蒂瓦尔特一起,开始了胶体量子点的金属有机化学合成。这两个助手后来自立门户,创立了量子点研究领域可能是最出名的两个课题组,培养了许多人才。

1988年,蒙吉·巴文迪加入了布鲁斯的团队,做博士后研究。

巴文迪是晚辈了,1961年出生于巴黎,在法国和突尼斯长大。布鲁斯和叶基莫夫开辟量子点的研究时,他还是哈佛大学的本科生。1988年在贝尔遇上布鲁斯之时,他刚获得芝加哥大学的博士。

他跟随布鲁斯两年,接触了纳米材料的研究,1990年进入麻省理工学院,并带走了布鲁斯和施蒂瓦尔特正在贝尔实验室研究的高质量硒化镉研究方向。他带领学生,不断系统化改进。

这是极重要的工作,重要到巴文迪因此分享了诺贝尔化学奖,对量子点领域研究具有里程碑式意义。

量子点,点亮了

汉斯·埃勒格伦4日在瑞典皇家科学院会议厅公布了获奖者名单及主要成就。他说,今年获化学奖的研究成果为纳米技术“播下了重要的种子”。

瑞典皇家科学院在新闻公报中说,量子点是一类非常小的纳米尺度颗粒。人们在理论上早就知道,在纳米颗粒中会出现与尺寸相关的量子效应,但在过去难以制造出纳米颗粒的时候,很少有人相信相关理论能应用于实践。今年的获奖者们在20世纪八九十年代发明和改进了制造量子点的技术。

如今,量子点“照亮了”基于QLED(量子点发光二极管)技术的计算机显示器和电视屏幕,它们还为一些LED(发光二极管)灯的光线增添了细微差别,生物化学家和医生也在使用它们来绘制生物组织图。

布鲁斯和叶基莫夫是先驱,巴文迪为量子点做出了革命性的研究。

搞科研与挖地洞哪个更有趣

1996年,布鲁斯回到哥伦比亚大学担任教授。他的职业生涯是在私营企业度过的,在50多岁重返学术界并非易事,连备课都不会,化学系主任乔治·弗林和教授乔治·麦克伦登帮助了他,他才从私企打工人过渡为大学老师。现在他很喜欢教书。

他80岁了,继续研究纳米。和同事戴维·雷奇曼一起,研究纳米晶体理论;和同事李奇·弗里斯纳一起研究电子结构。

纳米科学目前成为显学,让他震惊。他说:“我从不知道,它会如此受欢迎。”

“干了14个月才得到可以发表的数据。”布鲁斯回忆读博时的辛苦,抱怨道。他回家喜欢在院子里做些园艺活,尤喜在地上挖洞,因为一锄头就能看到挖出的坑,不像做实验,苦干几个月没个响动。

响动来了。瑞典来电,通知他获得了诺贝尔奖,但布鲁斯没有去接。

“它在晚上响,所以我没接电话,”他说,“因为我想睡一觉。”早上6点,他在网上看到了这个“响动”。

巴文迪说,他当时研究量子点并没想到应用,它是基础科学,可能有对世界运作的基本理解和好奇。他4日在连线采访中说:“非常惊讶,昏睡,震惊,出乎意料,非常荣幸。”