أعلنت الأكاديمية السويدية للعلوم فوز 3 علماء من الولايات المتحدة بجائزة نوبل في الكيمياء للعام 2023، وهم: العالم التونسي منجي الباوندي الأستاذ بجامعة “إم آي تي”، ولويس بروس الأستاذ بجامعة كولومبيا، وأليكسي إكيموف من شركة “نانوكريستالز تكنولوجي” في نيويورك.
ومنحت الجائزة للعلماء الثلاثة لاكتشافهم وتطويرهم المجال العلمي لما تسمى بـ”النقاط الكمومية”، وهي بلورات نانوية من أشباه الموصلات ذات التطبيقات المتعددة، أو بتعبير البيان الصحفي للأكاديمية: هي جزيئات نانوية شديدة الصغر بحيث يحدد حجمها خصائصها.
هذه التكوينات المتناهية الصغر لتكنولوجيا النانو تنشر أضواءها من شاشات التلفاز إلى مصابيح الليد الموفرة، كما يمكنها أن تقود الجراحين عندما يزيلون أنسجة الأورام، وذلك ضمن طيف واسع من التطبيقات.
ولشرح الأمر، يقول البيان الصحفي إن كل من يدرس الكيمياء يعلم أن أي عنصر تخضع خصائصه لعدد الإلكترونات الموجودة فيه، ومع ذلك فعندما تتقلص المادة إلى أبعاد النانو تنشأ الظواهر الكمومية التي يحكمها حجم المادة.
الحائزون على جائزة نوبل في الكيمياء 2023 نجحوا في إنتاج جزيئات صغيرة جدا لدرجة أنه يتم تحديد خصائصها من خلال الظواهر الكمومية. هذه الجسيمات، التي تسمى النقاط الكمومية، صارت موجودة الآن في تطبيقات ذات أهمية كبيرة في مجال تكنولوجيا النانو.
تطوير التأثيرات الكمومية
عرف الفيزيائيون منذ زمن طويل أنه من الممكن أن تنشأ التأثيرات الكمومية في الجسيمات النانوية، لكن في ذلك الوقت كان من المستحيل تقريبا النحت بالأبعاد النانوية.
ولذلك لم يكن ممكنا تطبيق هذه المعرفة عمليا. مع ذلك، وفي أوائل الثمانينيات، نجح أليكسي إيكيموف في إنشاء تأثيرات كمومية تعتمد على الحجم في الزجاج الملون، وجاء اللون من جسيمات كلوريد النحاس النانوية، حيث أثبت إكيموف أن حجم الجسيم يؤثر على لون الزجاج عبر التأثيرات الكمومية.
وبعد سنوات قليلة، أصبح لويس بروس أول عالم يثبت التأثيرات الكمومية المعتمدة على الحجم في جزيئات تتراكم بحرية في السوائل.
وفي عام 1993، أحدث منجي الباوندي ثورة في الإنتاج الكيميائي للنقاط الكمومية، مما أدى إلى جزيئات متكاملة تقريبا، وكانت هذه الجودة العالية ضرورية لاستخدامها في التطبيقات.
وبفضل جهود هؤلاء العلماء التأسيسية أصبحت النقاط الكمومية الآن تضيء شاشات الحاسوب وشاشات التلفاز وغيرها من الأجهزة، ومن ثم فإن النقاط الكمومية تحقق أكبر فائدة للبشرية، ويعتقد الباحثون أنها يمكن أن تسهم مستقبلا في تطوير إلكترونيات مرنة، وأجهزة استشعار صغيرة، وأرق الخلايا الشمسية والاتصالات الكمومية المشفرة.
حقائق حول نوبل في الكيمياء
يذكر أنه قد تم منح 114 جائزة نوبل في الكيمياء منذ العام 1901. وتم تقاسم 25 منها بين فائزيْن اثنين، كما حصلت 8 نساء على الجائزة حتى الآن، وحصل عليها شخصان مرتين، وهما: فريدريك سانجر، وباري شاربلس.
وكان أصغر حاصل على جائزة نوبل في الكيمياء على الإطلاق هو فريديريك جوليو، وحصل عليها عام 1935 عن عمر 35 عاما، في حين كان أكبر الحاصلين على الجائزة يبلغ 97 عاما، وهو جون بي جوديناف، وهو أقدم حائز على جائزة نوبل على الإطلاق.