Columnas
La Real Academia Sueca de las Ciencias ha concedido este año el Premio Nobel de Química de 2023 al ruso Alexey Ekimov, al estadounidense Louis E. Brus y al francés Moungi Bawendi, por descubrir y sintetizar los puntos cuánticos. Estos son estructuras artificiales obtenidas a partir de materiales semiconductores, tan diminutos, que en ellos se manifiestan las asombrosas leyes que gobiernan el mundo de lo infinitamente pequeño regidas por la mecánica cuántica. Su tamaño es del orden de los nanómetros (unas pocas millonésimas de milímetro) y están constituidos por unos pocos millares de átomos. Esta cantidad es tan escasa que da lugar a que presenten comportamientos sorprendentes, asociados a la particularidad de que sus niveles de energía dependen del tamaño del agregado, de tal manera que, cuando se estimulan mediante luz o electricidad, absorben luz en una longitud de onda específica, es decir, en un determinado color que varía desde el rojo, para los de mayor tamaño, hasta el azul cuando este disminuye. Esto es debido a que, cuando estos átomos son confinados en un pequeño volumen, sus electrones se comportan como partículas en un pozo de potencial. Este hecho implica que solo pueden absorber o emitir determinadas cantidades características de energía.
El físico ruso Alexei Ekimov observó por primera vez los puntos cuánticos en el año 1981. Trabajando con cristales de cloruro de cobre, determinó que el tamaño de estas partículas afectaba a sus propiedades ópticas. Dos años más tarde (1983), el químico estadounidense Louis E. Brus, utilizando sulfuro de cadmio (especie semiconductora de gran interés), sintetizó pequeñísimas partículas de tamaños comprendidos entre 12,5 y 4,5 nanómetros, logrando probar que esos efectos cuánticos eran dependientes del tamaño. En efecto, las partículas más grandes absorben luz a la misma longitud de onda que el sulfuro de cadmio inicial (rojo), sin embargo, conforme disminuye su tamaño, la luz absorbida viraba hacia el azul. Posteriormente, en 1993 estos trabajos fueron completados por el francés Moungi Bawendi dejando claro que, en el desarrollo de nuevos materiales, el factor “tamaño” era determinante.
Estas interesantes propiedades de los puntos cuánticos han sido aplicadas en diferentes campos, desde la tecnología QLED, usada para pantallas de televisión (que añade importantes ventajas a la tecnología LED) hasta monitores de ordenador, placas solares fotovoltaicas y la electrónica flexible, entre otros. Cabe destacar el importante papel que actualmente desempeña en la medicina, para la generación de imágenes biológicas y aplicaciones en dispositivos de detección y diagnóstico de tumores.