Porträt von „3 Giganten“ der Nanowelt

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Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus und Alexei I. Ekimov, die drei Wissenschaftler, die dieses Jahr den Nobelpreis für Chemie gewonnen haben, sind Pioniere der Nanotechnologie.

Die Nobelversammlung gab drei Wissenschaftler bekannt, die den Nobelpreis für Chemie 2023 erhalten. Foto: Phys.org — Die Nobelversammlung gab drei Wissenschaftler bekannt, die den Nobelpreis für Chemie 2023 erhalten. Foto: *Phys.org*

In den 1980er Jahren arbeiteten Alexi Ekimov (78 Jahre) und Louis Brus (80 Jahre) unabhängig voneinander und entwickelten erfolgreich „Quantenpunkte“, Nanopartikel, die heute in Fernsehbildschirmen der neuesten Generation zu finden sind und zur Beleuchtung von Tumoren im Körper eingesetzt werden. Ein Jahrzehnt später revolutionierte Moungi Bawendi (62 Jahre) die Methode zur Herstellung hochpräziser Quantenpunkte in großem Maßstab und ebnete damit den Weg für eine breite Palette von Anwendungen.

Ausdauer

Bawendi wurde in Paris als Sohn eines tunesischen Vaters und einer französischen Mutter geboren. Seine Familie wanderte nach Amerika aus, als er 10 Jahre alt war. Obwohl Bawendi in der Highschool in Naturwissenschaften brillierte, fiel er in der ersten Chemievorlesung an der Harvard University durch. „Die Erfahrung, meine erste Sechs zu bekommen, hätte mich leicht zerstören können. Es war die schlechteste Note, die ich jemals in der Klasse bekommen hatte“, erzählte der Wissenschaftler.

Doch Bawendi hielt durch und erwarb seinen Bachelor-Abschluss und anschließend einen Doktortitel an der Universität von Chicago. Anschließend wechselte er zusammen mit Brus zu den Bell Laboratories und wurde schließlich Professor am Massachusetts Institute of Technology (MIT). „Ich fühle mich zutiefst geehrt, den Nobelpreis mit Louis Brus, meinem Postdoc-Betreuer, zu teilen. Obwohl ich selbst Professor bin, habe ich versucht, seine Gelehrsamkeit und seinen Mentoringstil nachzuahmen“, sagte Bawendi.

Bawendi baute auf der Arbeit seines Kollegen auf, und es gelang ihm 1993, die Methode zur Herstellung von Quantenpunkten deutlich zu verbessern, indem er das richtige Lösungsmittel und die richtige Temperatur fand, um die Nanokristalle auf eine bestimmte Größe zu bringen.

Farbglas-Experiment

Ekimov und Brus sind in der Nachkriegszeit aufgewachsen. Ekimov wurde in der Sowjetunion geboren und absolvierte die Leningrader Universität. Er war fasziniert von farbigem Glas und davon, dass jede Verbindung mehrere Farben erzeugen konnte. Durch Experimente mit der Temperatur und der Erhitzungszeit des geschmolzenen Glases fand er heraus, dass er die Größe der fertigen Perlen variieren konnte. Je kleiner die Perlen waren, desto blauer war das Licht, das sie ausstrahlten.

Jekimow veröffentlichte seine Entdeckung 1981 in einer sowjetischen wissenschaftlichen Zeitschrift und war der erste, der Quantenpunkte erzeugte. Bei diesen Teilchen handelt es sich um Teilchen, die von der physikalischen Theorie bereits zu Beginn des 20. Jahrhunderts vorhergesagt, in der Praxis jedoch erst viel später nachgewiesen wurden.

Gleichzeitig arbeitete Brus bei den Bell Laboratories in den USA, einem berühmten Inkubator wissenschaftlicher Entdeckungen. Er führte Experimente durch, bei denen es darum ging, Partikel zu zerhacken, um größere Oberflächen und schnellere chemische Reaktionen zu erreichen. Dabei fiel ihm auf, dass sich die optischen Merkmale und viele weitere Eigenschaften der Teilchen mit zunehmender Größe veränderten, was sich nur mit der Quantenmechanik erklären ließ.

Sputnik-Generation

„Ich gehöre zur Sputnik-Generation und bin nach dem Zweiten Weltkrieg aufgewachsen, als die USA als Reaktion auf den Kalten Krieg ihren Wissenschafts- und Technologiesektor dramatisch ausbauten“, schrieb Brus in seinen Memoiren, nachdem er 2008 den Kavli-Preis erhalten hatte.

Er wuchs in einem Vorort von Kansas City auf und zeigte schon in jungen Jahren ein Talent für Mathematik und Naturwissenschaften. Dort entwickelte er eine Liebe für Werkzeuge und Maschinen, während er nach der Schule und an den Wochenenden in einem örtlichen Baumarkt arbeitete.

Zunächst dachte Brus, er würde in die Fußstapfen seines Vaters treten und das Geschäft übernehmen. Doch nachdem er 1969 an der Columbia University in New York promoviert hatte, trat er der US Navy bei und wurde Forscher in einem Labor in Washington. Dann, im Jahr 1972, begann er bei den Bell Laboratories zu arbeiten und blieb dort 23 Jahre lang.

Heute ist Brus Professor an der Columbia University und glaubt an die Macht der Wissenschaft. „Wissenschaftler kämpfen jeden Tag mit Experimenten und übersehen dabei oft die enormen Fortschritte in Wissenschaft und Technologie im Laufe der Jahrzehnte. Die Wissenschaft schafft trotz Kriegen, Wirtschaftskrisen und Naturkatastrophen ein besseres Leben für die Menschheit“, erklärte Brus.

An Khang (laut AFP )

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