Квантовые точки обладают уникальными оптическими и электрическими свойствами, благодаря которым могут быть использованы в самых разных областях знаний — радиоэлектронике, строительстве, оптике, биологии и даже в медицине. Наночастицы применимы для молекулярной диагностики опухолей и могут служить своеобразными переносчиками лекарств, доставляя их в конкретную точку в организме. Сегодня ученые научились задавать размеры квантовым точкам в процессе их получения, что дает возможность управлять их физическими и химическими свойствами.

Открытие квантовых точек советским физиком Алексеем Екимовым помогло всему человечеству сделать огромный шаг в сторону по-настоящему высокотехнологичного будущего.

Уникальные свойства квантовых точек

Квантовые точки — это микроскопический наноматериал с размерами от нескольких нанометров до нескольких десятков нанометров, получаемый из полупроводников, таких, как кремний, кадмий, селен, индий, арсенид и многих других.

Квантовые точки были впервые синтезированы в 1981 году физиком Алексеем Екимовым. Его открытие было настоящей научной революцией, а имя советского ученого стало известно во всем мире.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
4 октября 2023 года было объявлено, что Алексей Екимов стал лауреатом Нобелевской премии по химии за открытие и синтез  квантовых точек.

За время своей карьеры Алексей Екимов опубликовал более ста научных работ в области физики твёрдого тела и оптики. За открытие квантовых точек ученый получил престижную награду в области фундаментальных исследований оптики — премию Вуда.

Квантовые точки обладают уникальными оптическими и электрическими свойствами.

Главные свойства квантовых точек:

1. Спектральная стабильность. Квантовые точки способны эффективно излучать свет в узком диапазоне длин волн, что делает их особенно полезными для производства светодиодов и сенсоров.
2. Квантовый размерный эффект. Физические и химические свойства квантовых точек зависят от их размера, который сегодня ученые научились контролировать. В зависимости от своих параметров квантовые точки могут менять цвет свечения в широком спектре от красного до синего.
3. Высокая квантовая выходная светимость. Речь идет о возможной конверсии энергии, то есть переходе из высокоэнергетического в низкоэнергетическое состояние. Это также делает квантовые точки полезными для создания ярких цветных светодиодов или оптических сенсоров.
4. Низкая токсичность. Квантовые точки являются экологически чистым и низкотоксичным материалом, это особенно важно для применения в области биологии или медицины.
5. Высокое участие в химических реакциях. Этим свойством квантовые точки обладают благодаря своему маленькому размеру.

Где применяются квантовые точки

Благодаря своим уникальным свойствам квантовые точки можно использовать в самых разных областях знаний. Их активно применяют в строительстве и на производстве, в радиоэлектронике и оптике, в биологии и даже в медицине.

С открытием квантовых точек в мире появились светодиоды и дисплеи, наночастицы в них используются в качестве светоизлучающих элементов. Они способны производить яркий свет в различных цветах, что позволяет создавать более качественные изображения и уменьшать потребление электроэнергии при использовании световых приборов.

ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ
В сфере чистой энергии квантовые точки могут быть использованы для создания солнечных батарей. Свойства квантовых точек позволяют им стать эффективнее в два раза, за счет чего можно существенно уменьшить потребление энергии.

Важнейшей областью, в которой открытие квантовых точек может быть полезно, стала медицина.

Как квантовые точки применяются в медицине:

1. Диагностика. Квантовые точки используются для создания высококачественных изображений в медицинской диагностике. Они могут помочь выявлять опухоли и многие другие заболевания. Кроме того, квантовые точки способствуют более точно диагностике развития ВИЧ, гепатита, паратуберкулеза.
2. Лечение. Последние исследования доказывают, что квантовые точки могут быть эффективны в борьбе с раковыми клетками. Кроме того, эти наночастицы применяют в качестве световых проводов во время полостных операций. Их использование уменьшает травматизм и, соответственно, сокращает время восстановления больного.
3. Лекарственный мониторинг. С помощью квантовых точек можно лабораторно определить концентрацию лекарственного препарата в крови пациента, чтобы врач мог максимально точно назначить дальнейшую дозировку. Некоторые ученые также исследуют возможность использования квантовых точек для точечной доставки лекарственных препаратов в организм человека. Это может повысить эффективность лечения и уменьшить негативное воздействие лекарств на организм.

Значение открытия квантовых точек

Квантовые точки — это перспективный наноматериал, который находит широкое применение в самых разных отраслях науки и технологий. Они могут использоваться в медицине, биологии, оптике, оптоэлектронике, микроэлектронике, полиграфии, энергетике и других областях. Кроме того, квантовые точки способны сделать технологии производства более эффективными, дешевыми и безопасными.

Достижение советского физика Алексея Екимова открывает новые возможности для мировой науки и промышленности, сохраняя за Россией почетное место лидера во многих областях знаний будущего.