კვანტური წერტილები: ძველი ფერადი მინიდან მომავლის ტექნოლოგიებამდე

• მიუხედავად ნივთების ზომისა, ჩვენთვის მათი ფერები ისე აღიქმება, როგორც არის.

ოქროს ბეჭედი და ოქროს გვირგვინი ერთი და იგივე ფერისაა.

მაგრამ, ნანომასშტაბებში განხილვისას ზომას მნიშვნელობა აქვს, როცა საქმე ფერებს ეხება.

ნანოსტრუქტურებში კვანტური ეფექტების იდეა კარგად დამკვიდრებული პროგნოზი იყო, მიუხედავად იმისა, რომ ათწლეულების მანძილზე ვერავინ შეძლო ამ სტრუქტურების რეალიზება.

მაგრამ, შუშის შესწავლამ გზა გვიჩვენა.

შუშის ფერები, როგორებიც ტაძრების ფანჯრებზეა ან ძვირფას ობიექტებზე, შეიძლება მართლაც განსხვავდებოდეს, მაგრამ წარსულში შუშის ყველა მწარმოებელი იყენებდა ერთსა და იმავე კომპონენტებს და მათი პროცესების შეცვლით სხვადასხვა ფერებს იღებდნენ.

მაგალითად, კადმიუმის სელენიდის ან კადმიუმის სულფიდის ნარევს შეუძლია შექმნას როგორც ყვითელი, ასევე წითელი ფერები.

დოქტორმა ალექსეი ეკიმოვმა, ერთ-ერთმა წლევანდელმა ნობელის პრემიის ლაურეატმა ქიმიაში, გადაწყვიტა გაერკვია, რატომ შეუძლიათ ერთსა და იმავე ნაერთებს სხვადასხვა ტონების წარმოქმნა.

მან აღმოაჩინა, რომ სხვადასხვა ზომის ნანოკრისტალები სხვადასხვა ფერებს წარმოქმნიან.

ანალოგიურად, ამერიკელმა ქიმიკოსმა ლუი ბრუსმა მოახდინა კადმიუმის სულფიდის კრისტალების სინთეზირება, რომლებსაც შეუძლიათ მზის შუქის დაჭერა.

შემდეგ ისინი გამოყენებული იქნება ქიმიურ რეაქციებში.
მან აღმოაჩინა, რომ სხვადასხვა ზომის კრისტალები განსხვავებულად რეაგირებენ სინათლეზე.

ეს იყო კვანტური წერტილების დასაწყისი, მაგრამ სწორედ მონგი ბავენდიმ და მისმა გუნდმა შეიმუშავეს გზები თითქმის სრულყოფილი ნანოკრისტალების შესაქმნელად და ეს იყო გარღვევა.

კვანტური წერტილები არის ხიდი ატომებსა და მასალებს შორის, რომლებთანაც ჩვენ ჩვეულებრივ ვურთიერთქმედებთ.
ისინი შედგებიან რამდენიმე ათასი ატომისგან.

თუ ერთს კალათბურთის ბურთის ზომაზე გაადიდებთ, მიიღებთ დედამიწის ზომის ბურთს.
მათი მინიატურული ზომა ნიშნავს, რომ კვანტური მექანიკა კვლავ დომინირებს, მაგრამ ეფექტით განსხვავდება იმისგან, რასაც ხედავთ ერთ ატომში ან პატარა მოლეკულაში.

» „კვანტური წერტილები არიან ნახევარგამტარების პაწაწინა ნაწილაკები, რომლებიც იმდენად მცირეა, რომ მათში ელექტრონების თვისებები განისაზღვრება კვანტური მექანიკის კანონებით.
ამის გამო, კვანტური წერტილების თვისებებს საერთო არაფერი აქვთ ატომების ან დიდი კრისტალების თვისებებთან, რომლებადაც ისინი საბოლოოდ გარდაიქმნებიან“, - თქვა პროფესორმა ბავენდიმ IFLScience-თან ექსკლუზიურ ინტერვიუში.

კვანტურ წერტილებს შეუძლიათ სინათლის შთანთქმა და შემდეგ ხელახლა გამოსხივება სხვა ფერში.

ფერი კი დამოკიდებულია მათ ზომაზე.

მათი ეს წარმოუდგენელი თვისება საშუალებას გვაძლევს გამოვიყენოთ ისინი LED-ებში, ენერგიისა და სინათლის მისაღებად საჭირო ტექნოლოგიებში, ასევე ქიმიაში, ბიოლოგიასა და მედიცინაში.

მკვლევრები სწავლობენ, შეიძლება თუ არა კვანტური წერტილების გამოყენება ორგანიზმში სიმსივნის ქსოვილის თვალყურის დევნებისთვის და განადგურებისთვის.

» „ეს წერტილები უკვე გამოიყენებიან, როგორც ფერის კონვერტერები ბიოლოგიაში უჯრედების ეტიკეტირებისთვის", - განმარტა პროფესორმა ბავენდიმ.

პროფესორი ბავენდის IFLScience-სთან ინტერვიუს ნახვა შეგიძლიათ 𝙁𝙋-ს კონტენტ ჰაბში შემდეგ ბმულზე.