Như chúng ta đã biết, tính chất của một nguyên tố bị chi phối bởi số lượng electron mà nó có. Tuy nhiên, khi vật chất co lại đến kích thước nano thì hiện tượng lượng tử sẽ phát sinh, những điều này bị chi phối bởi kích thước của vật chất. 3 nhà khoa học giành Giải Nobel Hóa học năm nay đã thành công trong việc tạo ra những hạt nhỏ đến mức tính chất của chúng được xác định bởi hiện tượng lượng tử. Các hạt, được gọi là chấm lượng tử, có tầm quan trọng đặc biệt trong công nghệ nano.
Các nhà vật lý từ lâu đã biết rằng, về mặt lý thuyết, các hiệu ứng lượng tử phụ thuộc vào kích thước có thể xuất hiện ở các hạt nano, nhưng vào thời điểm đó hầu như không thể điều chỉnh ở các kích thước nano. Vì vậy, ít người tin rằng, kiến thức này sẽ được áp dụng vào thực tế.
Tuy nhiên, vào đầu những năm 1980, GS Alexei I. Ekimov đã thành công trong việc tạo ra các hiệu ứng lượng tử phụ thuộc vào kích thước trong thủy tinh màu. Màu sắc đến từ các hạt nano clorua đồng và ông đã chứng minh rằng, kích thước hạt ảnh hưởng đến màu sắc của thủy tinh thông qua các hiệu ứng lượng tử. Vài năm sau đó, GS Louis E. Brus là nhà khoa học đầu tiên trên thế giới chứng minh được hiệu ứng lượng tử phụ thuộc vào kích thước ở các hạt trôi nổi tự do trong chất lỏng. Năm 1993, GS Moungi G. Bawendi đã cách mạng hóa việc sản xuất hóa chất các chấm lượng tử, tạo ra các hạt gần như hoàn hảo, với chất lượng cần thiết để sử dụng trong các ứng dụng thực tế.
Chấm lượng tử hiện nay được ứng dụng trong chiếu sáng màn hình máy tính và màn hình tivi dựa trên công nghệ QLED. Chúng cũng tạo thêm sắc thái cho ánh sáng của một số đèn LED và được các nhà hóa sinh cũng như bác sỹ sử dụng để lập bản đồ mô sinh học.
Có thể nói rằng, chấm lượng tử đang mang lại những lợi ích to lớn nhất cho nhân loại. Các nhà nghiên cứu tin rằng, trong tương lai, chúng có thể góp phần tạo ra các thiết bị điện tử linh hoạt, cảm biến cực nhỏ, pin mặt trời mỏng hơn và công nghệ liên lạc lượng tử được mã hóa. Và, chúng ta mới chỉ đang ở điểm khởi đầu trong hành trình khám phá tiềm năng của những hạt nhỏ bé này.
Bắc Lê (theo The Nobel Prize)