Le prix Nobel de chimie 2023 récompense Moungi G. Bawendi, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), Louis E. Brus, de l’Université de Columbia, et Alexei I. Ekimov, de Nanocristaux Technology Inc., pour la découverte et le développement des points quantiques. De quoi s’agit-il ?
Trois nouveaux lauréats
Après la médecine et la physique, place à la chimie. Il y a trois ans, Emmanuelle Charpentier et Jennifer A. Doudna étaient récompensées pour leurs travaux sur les ciseaux génétiques CRISPR/Cas9. En, 2021, le comité avait attribué la prestigieuse récompense à deux chercheurs pour leurs travaux ayant permis le développement d’un nouvel outil précis de construction moléculaire : l’organocatalyse. Enfin l’année dernière, le prix avait été remis conjointement à Carolyn Bertozzi, K. Barry Sharpless et Morten Meldal pour le développement de la « chimie click ».
Pour cette année, le prix Nobel de chimie récompense la découverte et le développement des points quantiques. Il s’agit de nanoparticules si minuscules que leur taille détermine leurs propriétés. Ces plus petits composants de la nanotechnologie diffusent désormais leur lumière à partir des téléviseurs et des lampes LED et peuvent également guider les chirurgiens lorsqu’ils retirent du tissu tumoral, entre autres applications.
Comment ça fonctionne ?
Tous ceux qui étudient la chimie apprennent que les propriétés d’un élément sont régies par le nombre d’électrons dont il dispose. Cependant, lorsque les particules deviennent extrêmement petites, les effets quantiques, tels que la quantification des niveaux d’énergie, deviennent prédominants. La taille des points quantiques détermine leurs propriétés électroniques, optiques et magnétiques.
Cela étant dit, les points quantiques sont souvent utilisés dans l’optique et l’électronique pour leur capacité à émettre de la lumière de différentes couleurs. Cette émission de lumière dépend de la taille des points quantiques, ce qui en fait d’excellents candidats pour des applications dans les écrans à cristaux liquides ou en imagerie médicale par exemple.
Les effets quantiques dépendants de la taille dans les nanoparticules ont été théorisés depuis longtemps, mais leur réalisation pratique était initialement difficile. Cependant, au fil des années, des chercheurs comme Alexei Ekimov et Louis Brus ont réussi à créer et à démontrer ces effets dans des matériaux, ouvrant ainsi la voie à des applications potentielles.
Moungi Bawendi a de son côté joué un rôle essentiel en développant des méthodes de production chimique de points quantiques de haute qualité dans les années 1990. Cette avancée aura permis de produire des points quantiques de manière contrôlée, ce qui est essentiel pour leur utilisation dans des applications pratiques.
Ainsi, pour résumer, les points quantiques sont de petites nanoparticules avec des propriétés uniques liées à des phénomènes quantiques, en particulier leur capacité à émettre de la lumière colorée en fonction de leur taille. Leur développement et leur production ont ouvert la porte à de nombreuses applications en nanotechnologie, de l’électronique à l’imagerie médicale, apportant ainsi un grand bénéfice à l’humanité, d’où l’attribution de ce Nobel de chimie.
