Porträt der „drei Giganten“ der Nanowelt

Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus und Alexei I. Ekimov, die drei Wissenschaftler, die dieses Jahr den Nobelpreis für Chemie erhalten haben, sind Pioniere der Nanotechnologie.

Die Nobelversammlung gab drei Wissenschaftler bekannt, die den Nobelpreis für Chemie 2023 erhalten. Foto: Phys.org

In den 1980er Jahren entwickelten Alexi Ekimov (78) und Louis Brus (80) unabhängig voneinander erfolgreich „Quantenpunkte“, Nanopartikel, die heute in modernen Fernsehbildschirmen zu finden sind und Tumore zum Leuchten bringen. Ein Jahrzehnt später revolutionierte Moungi Bawendi (62) die Methode zur Herstellung hochpräziser und großflächiger Quantenpunkte und eröffnete damit ein breites Anwendungsspektrum.

Ausdauer

Bawendi wurde in Paris als Sohn eines tunesischen Vaters und einer französischen Mutter geboren. Seine Familie wanderte in die USA aus, als er zehn Jahre alt war. Obwohl Bawendi in der High School in Naturwissenschaften brillierte, fiel er in der ersten Chemievorlesung in Harvard durch. „Diese erste Sechs hätte mich leicht zerstören können. Es war die schlechteste Note, die ich jemals in diesem Kurs bekommen habe“, sagte der Wissenschaftler.

Doch Bawendi hielt durch und erwarb seinen Bachelor und anschließend seinen Doktortitel an der University of Chicago. Anschließend wechselte er zusammen mit Brus zu den Bell Laboratories und wurde schließlich Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT). „Ich fühle mich zutiefst geehrt, den Nobelpreis mit Louis Brus, meinem Postdoc-Betreuer, zu teilen. Obwohl ich selbst Professor bin, versuche ich, seine Gelehrsamkeit und seinen Mentoring-Stil nachzuahmen“, sagte Bawendi.

Bawendi baute auf der Arbeit seines Kollegen auf und es gelang ihm 1993, die Methode zur Herstellung von Quantenpunkten deutlich zu verbessern, indem er das richtige Lösungsmittel und die richtige Temperatur fand, um die Nanokristalle auf eine bestimmte Größe zu bringen.

Farbglas-Experiment

Ekimov und Brus wuchsen in der Nachkriegszeit auf. Ekimov wurde in der Sowjetunion geboren und absolvierte die Leningrader Universität. Er war fasziniert von farbigem Glas und den vielen Farben, die jede Verbindung erzeugen konnte. Durch Experimente mit Temperatur und Heizdauer von geschmolzenem Glas fand er heraus, dass er die Größe der entstehenden Körner variieren konnte. Je kleiner die Körner, desto blauer das von ihnen ausgestrahlte Licht.

Jekimow veröffentlichte seine Entdeckung 1981 in einer sowjetischen wissenschaftlichen Zeitschrift und war der erste, der Quantenpunkte schuf. Dabei handelt es sich um Teilchen, die von der Physiktheorie zu Beginn des 20. Jahrhunderts vorhergesagt, aber erst später in der Praxis nachgewiesen wurden.

Gleichzeitig arbeitete Brus bei den Bell Laboratories in den USA, einer renommierten Forschungsschmiede. Er führte Experimente durch, bei denen er Partikel zerkleinerte, um größere Oberflächen und schnellere chemische Reaktionen zu erzielen. Dabei fiel ihm auf, dass sich die optischen und anderen Eigenschaften von Partikeln mit zunehmender Partikelgröße veränderten – eine Tatsache, die nur durch die Quantenmechanik erklärt werden konnte.

Sputnik-Generation

„Ich gehöre zur Sputnik-Generation und bin nach dem Zweiten Weltkrieg aufgewachsen, als Amerika als Reaktion auf den Kalten Krieg seinen Wissenschafts- und Technologiesektor dramatisch ausbaute“, schrieb Brus in seinen Memoiren, nachdem er 2008 den Kavli-Preis erhalten hatte.

Er zeigte schon in jungen Jahren ein Talent für Mathematik und Naturwissenschaften und wuchs in einem Vorort von Kansas City auf, wo er seine Liebe zu Werkzeugen und Maschinen entwickelte, während er nach der Schule und an den Wochenenden in einem örtlichen Baumarkt arbeitete.

Brus dachte zunächst, er würde seinem Vater in die Geschäftswelt folgen. Doch nachdem er 1969 an der Columbia University in New York promoviert hatte, trat er der US Navy bei und wurde Forscher in einem Labor in Washington. 1972 begann er dann bei den Bell Laboratories zu arbeiten – eine Karriere, die 23 Jahre dauerte.

Brus, heute Professor an der Columbia University, glaubt an die Macht der Wissenschaft. „Wissenschaftler kämpfen täglich mit Experimenten und übersehen dabei oft die enormen Fortschritte in Wissenschaft und Technologie über Jahrzehnte hinweg. Die Wissenschaft hat der Menschheit trotz Kriegen, Wirtschaftskrisen und Naturkatastrophen ein besseres Leben ermöglicht“, sagte Brus.

An Khang (Laut AFP )

Quellenlink: https://vnexpress.net/3-ga-khong-lo-ve-cong-nghe-nano-thang-giai-nobel-hoa-hoc-2023-4661016.html