Especialistas del CONICET explican de qué se trata el descubrimiento de los “puntos cuánticos” que obtuvo el Nobel de Química

Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus y Alexei I. Ekimov recibieron hoy el Premio Nobel de Química 2023 “por evolucionar la producción química a través del descubrimiento y desarrollo de los puntos cuánticos”, tal como explicitó la Academia Sueca. Estas partículas, que están compuestas de cristales nanométricos semiconductores que absorben y difunden luz, ahora iluminan monitores de computadora, celulares, pantallas de televisión basadas en tecnología QLED y lámparas LED. En medicina se emplean para iluminar y remover el tejido tumoral durante una cirugía y también mejoran la precisión de diagnósticos por imagen.

“El tema que se premia hoy es la capacidad que tiene el ser humano de atravesar una nueva frontera. Es comprender que las propiedades de la materia no son solamente propiedades relacionadas con su estructura, con qué átomos la componen y dónde están, sino también del tamaño. Esa es la gran revolución que hoy la Academia Sueca está premiando. Nosotros usamos estos materiales en nuestros laboratorios y enseñamos los trabajos de los premiados en nuestros cursos de química y nanotecnología avanzados”, asegura Galo Soler Illia, químico e investigador del CONICET en el Instituto de Nanosistemas (INS-UNSAM) y profesor en Ciencias Exactas (UBA), y continúa: “Los laureados son tres grandes científicos que encontraron que una propiedad, que en este caso es la emisión de luz de una determinada sustancia, depende no solamente de qué compuesto es, sino de qué tamaño tiene la partícula. Encontraron cómo hacer pequeñas partículas que emiten luz de distintos colores, siendo que esas partículas son la misma sustancia de distintos tamaños. Descubrieron que la luz emitida también depende del tamaño, algo que no se sabía y cuando se descubrió fue un fenómeno revolucionario”.

Para Soler Illia, “claramente esto merecía un Nobel, porque siempre lo que se premia es la originalidad y la apertura de un campo. Es un campo que empezó en los 80 y hoy lo vemos en nuestros televisores, la tecnología Quantum Led está hoy en los TV que se venden en cualquier casa de electrodomésticos, y eso surgió a partir de sus hallazgos. También se están usando por ejemplo como diminutos trazadores para entender cómo funcionan diversos procesos biológicos las células. Son tres científicos que en la comunidad de químicos y nanotecnólogos son nombres venerados y ultrapopulares por ser pioneros en construir uno de los edificios más sólidos y lindos de las nanotecnologías”.

De acuerdo con Cecilia Vázquez, química e investigadora del CONICET en el Instituto de Investigaciones en Físico-Química de Córdoba (INFIQC, CONICET), “la obtención de un premio Nobel en esta área es muy importante ya que las nanopartículas y los puntos cuánticos permiten aplicaciones en una muy amplia gama de tecnologías, como los LEDs (por ejemplo en las pantallas de televisores y celulares), celdas solares de nueva generación y la detección de contaminantes y la medicina en el tratamiento de tumores y diagnóstico por imágenes, lo que demuestra la gran interdisciplinariedad de las nanotecnologías” .  Y agrega: “La noticia del Nobel de Química de este año me sorprendió gratamente ya que trabajo en el área y hace mucho que vengo siguiendo los trabajos de Bawendi, Brus y Ekimov, que plantearon las piedras fundamentales para el estudio de los puntos cuánticos, los cuales abarcan desde teoría básica hasta la síntesis de los mismos”.

Mariana Tasso, química del CONICET en el Instituto de Nanosistemas (INS-UNSAM), coincide: “Los trabajos de Ekimov, Brus y Bawendi, pero también de muchos otros que colaboraron con ellos en estos descubrimientos, como A. Paul Alivisatos o Alexander Efros, son fascinantes aún hoy en día e ilustran acerca de cómo personas con formaciones diversas, e incluso con recorridos científicos distintos a la temàtica que finalmente desarrollaron, fueron capaces de converger hacia algo que no tenía explicación hasta el momento, y de resolver conjuntamente ese enigma. Tras más de tres décadas de estos descubrimientos, finalmente se ha reconocido a este desarrollo con un premio Nobel”, dice.

Hitos científicos

Tal como explicó la Academia Sueca a través de un comunicado, a principios de la década de 1980, Ekimov –científico de origen ruso que integra el Nanocrystals Technology Inc. en Nueva York, Estados Unidos- logró crear efectos cuánticos dependientes del tamaño en vidrio coloreado. El color procedía de nanopartículas de cloruro de cobre y Ekimov demostró que el tamaño de las partículas afectaba al color del vidrio mediante efectos cuánticos.

Unos años más tarde, Louis Brus –investigador estadounidense de la Universidad de Columbia, en Nueva York –  fue el primer científico del mundo en demostrar efectos cuánticos dependientes del tamaño en partículas que flotan libremente en un fluido.

En 1993, Moungi Bawendi –científico francés en el Instituto de Tecnología de Massachusetts (MIT), en Estados Unidos- revolucionó la producción química de puntos cuánticos brindándoles una alta calidad y escalabilidad, lo que era necesaria para que pudieran utilizarse en aplicaciones industriales.

Se piensa que en el futuro los puntos cuánticos podrían contribuir al desarrollo de la electrónica flexible, de sensores diminutos, células solares más delgadas y comunicación cuántica cifrada. “Si bien algunas aplicaciones derivadas de los puntos cuánticos ya se encuentran en el mercado, todavía queda mucho por aprender y desarrollar. Es una verdadera revolución en el campo de los materiales y es emocionante estudiarlos y ver que nuevas propiedades se descubrirán en el futuro”, concluye Vázquez.