Il Nobel per la chimica ai "quantum dot". Così cambiano le nanotecnologie

Dopo la fuga di notizie poche ore prima dell'annuncio, il 115esimo premio per la chimica è stato assegnato a Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus e Alexei I. Ekimov “per la scoperta e la sintesi dei punti quantici”, che sono i più piccoli componenti finora noti nel mondo delle nanotecnologie e le loro possibili applicazioni vanno dalle comunicazioni all'ottica, ai futuri computer superveloci o la diagnosi per immagini per la biomedicina, ma anche ai televisori e alle lampade a Led. Inizialmente la notizia era uscita sul quotidiano svedese Dagens Nyheter e sul sito della rivista scientifica NyTeknik, a causa di un comunicato stampa che sarebbe stato pubblicato per errore e poi subito cancellato dal sito dell'Accademia Reale Svedese delle scienze. Poi l'ufficialità durante la cerimonia che ieri ha assegnato il premio Nobel per la Fisica a Pierre Agostini, Ferenc Klausz e Anne L'Huillier. Domani verrà rivelato quello per la letteratura e venerdì quello per la pace. La chiusura della settimana è invece dedicata al premio per l'economia, che verrà assegnato lunedì 9 ottobre.

Chi sono i vincitori

Moungi G. Bawendi, 62 anni, è nato in Francia nel 1961 e ha studiato negli Stati Uniti, all'Università di Chicago. Attualmente insegna nel Massachusetts Institute of Technology. Louis E. Brus, 80 anni, è nato negli Stati Uniti nel 1943, ha studiato alla Columbia University, dove lavora ancora. Alexei I. Ekimov, 78 anni, è nato nell'ex Unione Sovietica e ha completato gli studi di dottorato a San Pietroburgo nel 1969. Ha lavorato in un'azienda americana, la Nanocrystals Technology Inc. di New York, dove ha avuto il ruolo di responsabile scientifico.

Le proprietà dei punti quantistici

Nonostante gli scenziati sono concordi nel dire che: "Si è appena iniziato ad esplorare il potenziale di queste minuscole particelle", Johan Aqvist, presidente del Comitato Nobel per la Chimica, ha spiegato le molte proprietà già conosciute e l'evoluzione nella ricerca su questo ambito, che ha poi portato ad assegnare il prestigioso premio. "I punti quantici hanno molte proprietà affascinanti e insolite; è importante notare che hanno colori diversi a seconda delle loro dimensioni - ha spiegato - I fisici sapevano da tempo che, in teoria, nelle nanoparticelle potevano verificarsi effetti quantistici dipendenti dalle dimensioni, ma, all'epoca era quasi impossibile scolpire nelle nano-dimensioni. Pertanto, pochi credevano che queste conoscenze sarebbero state utilizzate nella pratica".

L'evoluzione degli studi

All'inizio degli anni '80, Alexei Ekimov riuscì a creare effetti quantistici dipendenti dalle dimensioni, nel vetro colorato. Il colore proveniva da nanoparticelle di cloruro di rame ed Ekimov dimostrò che la dimensione delle particelle influenzava il colore del vetro attraverso effetti quantistici. Qualche anno dopo, Louis Brus ha dimostrato, per la prima volta al mondo, gli effetti quantistici dipendenti dalle dimensioni in particelle che fluttuano liberamente in un fluido. Nel 1993, Moungi Bawendi ha rivoluzionato la produzione chimica dei punti quantici, ottenendo particelle quasi perfette. E questa qualità elevata era necessaria per poterle utilizzare nelle applicazioni.

Oggi i punti quantici illuminano i monitor dei computer e gli schermi televisivi, basati sulla tecnologia QLed. Inoltre, aggiungono sfumature alla luce di alcune lampade Led e i biochimici e i medici li usano per mappare i tessuti biologici. Per questo, conclude Johan Aqvist: "I punti quantici stanno quindi apportando i maggiori benefici all'umanità. I ricercatori ritengono che in futuro potrebbero contribuire a un'elettronica flessibile, a minuscoli sensori, a celle solari più sottili e a comunicazioni quantistiche criptate".

I Nobel per la Chimica 2021 e 2022

Lo scorso anno il premio era andato a Carolyn R. Bertozzi, Morten Meldal e K. Barry Sharpless, (quest'ultimo lo aveva già vinto nel 2001 per 'i successi nello studio della chiralità delle molecole', ndr). La motivazione per il riconoscimento del 2022 era “per lo sviluppo della click chemistry e della chimica bioortogonale”, lo studio alla base di molte applicazioni sia nell’ambito della chimica che in medicina, tra le quali ci sono anche diverse terapie mirate contro il cancro. L'anno precedente, nel 2021, ad aggiudicarsi il premio Nobel per la chimica sono stati Benjamin List e David McMillan “per aver sviluppato un terzo tipo di catalisi, l’organocatalisi simmetrica, che si basa su piccole molecole organiche”.

L'unico vincitore italiano

Era il 12 dicembre del 1963, quando il premio per la chimica venne assegnato all'unico italiano nella storia del premio, Giulio Natta, professore di chimica al Politecnico di Milano, che lo ricevette insieme al collega tedesco Karl Ziegler. L’Accademia Reale svedese delle Scienze li premiò "per le loro scoperte nel campo della chimica e della tecnologia dei polimeri".

Dalla loro scoperta prende vita il brevetto del Moplen, un materiale plastico con caratteristiche rivoluzionarie, ancora oggi largamente impiegato nell’industria idrosanitaria e di casalinghi.