Nobel de Química premia descoberta de pontos quânticos

 O pesquisador francês Moungi Bawendi, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), o norte-americano Louis Brus, da Universidade de Colúmbia, e o russo Alexei Ekimov, da Nanocrystals Technology, instituições dos Estados Unidos, ganharam hoje o Prêmio Nobel de Química de 2023 por estudos sobre nanotecnologia que levaram à descoberta dos pontos quânticos. 

Os pontos quânticos são nanopartículas de semicondutores usadas para aumentar a precisão e a intensidade das cores nas telas. Estão nas televisões e nos monitores com tecnologia QLED (o Q se refere ao número de pontos), podendo ser usados na medicina para mapear os órgãos humanos e orientar a remoção de tumores. Uma bola de futebol é tantas vezes maior do que um ponto quântico do que a Terra é maior do que a bola.

Os semicondutores são cristais sólidos capazes de mudar de isolantes para condutores de eletricidade com grande facilidade e matéria-prima para a fabricação dos microprocessadores que estão em todos os produtos eletroeletrônicos. Enquanto os cristais tradicionais são grandes a nível molecular, um ponto quântico tem poucos milhares de átomos concentrados num espaço de poucos nanômetros. 

Um nanômetro é um bilionésimo de um metro, 10 mil vezes menor do que o diâmetro de um fio de cabelo.

"Por muito tempo, ninguém pensava que poderia fabricar partículas tão pequenas", declarou em Estocolmo Johan Aqvist, presidente do Comitê do Prêmio Nobel de Química da Academia Real de Ciências da Suécia. "Mas os laureados deste ano conseguiram."

É "um exemplo magnífico" de como a ciência começa como teoria, é testada e aperfeiçoada em laboratórios acadêmicos e se transforma em várias aplicações práticas, comentou a presidente da Sociedade Americana de Química, Judith Giordan.

Os elétrons ficam em camadas ao redor do núcleo do átomo, com maior quantidade de energia quanto maior for a distância. Quando os átomos ganham energia, seus elétrons pulam para distâncias maiores. Ao voltar para as posições normais, liberam energia na forma de luz.

Um princípio fundamental da mecânica quântica é que os objetos podem se comportar como partículas ou como ondas. Como outras ondas, os elétrons têm uma frequência relacionada à cor da luz que libera.

Desde os anos 1930, a ciência sabe que comprimir átomos dentro de um nanocontêiner aumenta a frequência e muda o tipo de luz que o material emite ou absorve. Este contêiner é um cristal chamado de ponto quântico porque tem um comportamento previsto na Teoria Quântica.

A ciência não conseguia testar a hipótese porque não sabia como comprimir o material até o ponto que deflagraria os fenômenos quânticos.

Nos anos 1970, o Dr. Ekimov tenta entender por que um vidro colorido aquecido pode mudar de tom dependendo do tempo em que é aquecido. Ele descobre que o calor forma cristais de cloreto de cobre dentro do vidro. Quanto menores os cristais, mais azulado ficava o vidro.

Ekimov fabricou os primeiros pontos quânticos em 1979, em seu laboratório em Leningrado, hoje São Petersburgo, na União Soviética.

Independentemente, do outro lado da Cortina de Ferro, o Dr. Brus descobre o mesmo fenômeno em cristais de sulfito de cádmio. Para explicar as emissões de luz, ele cria um modelo simples e uma nova fórmula à base de coloides, uma solução com partículas em suspensão com pelo menos uma de suas dimensões variando entre um nanômetro e um micrômetro (milionésimo do metro).

Em 1993, o Dr. Bawendi publica um ensaio sobre um método que permite obter grandes quantidades de nanopartículas com tamanhos bem determinados. Ele e sua equipe injetaram num solvente aquecido específico de seleneto de cádmio, substância que forma nanocristais em quantidade suficiente para saturar a solução e cria embriões de nanocristais,

Ao variar a temperatura da solução, os cientistas foram capazes de criar nanocristais quase perfeitos em sua forma e de tamanhos específicos.

Os três laureados vão dividir o prêmio de 11 milhões de coroas suecos, cerca de R$ 5 milhões.

Amanhã, será anunciado o Prêmio Nobel de Literatura, que deixou de premiar grandes escritores como Leon Tolstoy, Machado de Assis, Marcel Proust, Mark Twain, James Joyce, Joseph Conrad, Franz Kafka, Anton Chekhov, Vladimir Nabokov, Henrik Ibsen, David Herbert Lawrence, Jorge Luis Borges, Yukio Mishima, Graham Greene e George Orwell.

Na sexta-feira, será a vez do Prêmio Nobel da Paz, o único anunciado pelo comitê norueguês do Nobel. A premiação termina na segunda-feira com o Prêmio Nobel de Economia.