量子点技术，让今天人们的生活更加在绚丽多姿。

▲蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯、阿列克谢·叶基莫夫（从左至右）三位科学家获得2023年诺贝尔化学奖。图/诺贝尔奖官网

文 | 张田勘

10月4日，2023年诺贝尔化学奖公布了获奖名单。

据新京报报道，瑞典皇家科学院10月4日宣布，将2023年诺贝尔化学奖授予蒙吉·巴文迪、路易斯·布鲁斯和阿列克谢·叶基莫夫，以表彰他们在发现和合成量子点方面所作出的贡献。

量子点是什么？估计相当多的人对这一术语都如坠五里雾中。但只要知道，是这个发现让人们的生活更绚丽多彩，就会获得一定程度的理解。今天，人们观看的彩电、电脑和手机屏幕中的环境、人物和各种物体能够五彩缤纷的呈现，都与量子点技术有关。

量子点是一种纳米级别的半导体，对其施加一定的电场或光压，它们便会发出特定频率的光，而且发光的频率还会随着半导体尺寸的改变而变化。通过调节这种纳米半导体的尺寸，就可以控制其发光的颜色。

由于这种纳米半导体拥有限制电子和电子空穴的特性，这种特性类似于自然界中的原子或分子，因而被称为量子点，也称为“人造原子”或“量子点原子”。

其实，物理学家早就知道，理论上纳米粒子中可能会出现与尺寸相关的量子效应，但过去几乎不可能在纳米尺寸中发现量子点，因此也很少有人相信量子点存在于人们的生活中。不过，科学探索改变了人们的认知。

上世纪80年代初期，叶基莫夫成功地在彩色玻璃中创造了与尺寸相关的量子点，并产生了原来不曾有的颜色。颜色来自氯化铜的纳米颗粒，叶基莫夫证明纳米颗粒大小可通过量子点影响玻璃的颜色。

几年后，布鲁斯成为世界上第一位证明在流体中自由漂浮的粒子中与尺寸相关的量子点的科学家。1993年，巴文迪又彻底改变了量子点的化学生产，产生了近乎完美的粒子，由此让量子点技术逐步应用于人类的生活、生产和娱乐等。

到今天，量子点已经更加精细和广泛地照亮了人们的生活。比如，家庭常见的液晶电视，就融入了量子点技术。有了量子点的加持，电视屏幕越来越大，色彩也越来越亮丽，光感度也越来越强。

量子点技术在科研和生产中的应用，则更为广泛和尖端。量子点可用于生物分子标记，如标记寡核苷酸探针，用于基因芯片或蛋白质芯片的检测。这种光谱编码技术，为基因表达的研究、高通量筛选试验以及临床医学诊断等提供了可能。

量子点技术也可以进行免疫标记。将量子点与已知抗体相连，形成探针，采用亲和色谱技术纯化这种探针，并用于酶联免疫吸附试验，可对葡萄球菌肠毒素等进行测定，敏感性很高。

量子点技术还可用于细菌和细胞标记。利用细菌和真菌表面的受体，如糖蛋白作为与量子点共轭的目标连接分子，就可以检测特定微生物，因而能帮助诊断和治疗。

未来，量子点技术的应用范围会更大，通过量子点，人们还能观察到七彩以外的更多色彩。而且，由于量子点技术本质上是一种高效的光电转化技术，量子点有可能是人类有史以来发现的最优秀的发光材料。

感谢三位科学家以及同一领域的其他科学家，是他们，通过量子点技术，让今天的人们可以生活在更加流光溢彩、绚丽多姿的彩色世界里。

撰稿 / 张田勘（科普专栏作家）

编辑 / 刘天红

校对 / 柳宝庆