Entenda o que são os 'pontos quânticos', descoberta vencedora do prêmio Nobel de química em 2023

Os pontos quânticos, minúsculos “átomos artificiais” que revolucionaram a nanotecnologia, foram reconhecidos com o Prêmio Nobel de Química de 2023.

Moungi Bawendi, Louis Brus e Alexei Ekimov foram homenageados pela Real Academia Sueca de Ciências pelo trabalho pioneiro na criação e aplicação dessas estruturas artificiais.

O que são os pontos quânticos?

Os pontos quânticos são nanopartículas criadas a partir de materiais semicondutores, também conhecidos como nanocristais. O que os torna notáveis é seu tamanho extremamente pequeno, medindo apenas alguns milionésimos de milímetro.

Essa diminuição de escala os faz funcionar de acordo com os princípios quânticos, isso resulta em propriedades ópticas e eletrônicas únicas.

Tais partículas têm a capacidade de transportar elétrons e emitir luz de várias cores quando estimuladas por luz ou eletricidade. Essa variação de cores vai desde o azul nos pontos quânticos menores até o amarelo e vermelho nos maiores.

Ganhadores do Prêmio Nobel de Química 2023. (Imagem: Niklas Elmehed via BBC/Reprodução)

A história da descoberta dos pontos quânticos é uma jornada de perseverança científica. O físico soviético Alexei Ekimov foi o primeiro a observá-los em cristais em 1981, trabalhando com vidro tingido com cloreto de cobre.

Ekimov notou que o tamanho dos nanocristais afetava a absorção de luz, demonstrando assim um efeito quântico dependente do tamanho.

O químico americano Louis Brus, da Universidade de Columbia, expandiu tais descobertas ao observar que o efeito quântico dependente do tamanho também ocorria em partículas que flutuavam livremente em líquidos.

Os avanços culminaram em 1993, quando o químico francês Moungi Bawendi, do Instituto de Tecnologia de Massachusetts (MIT), conseguiu criar nanocristais de tamanho específico por meio de técnicas de injeção de substâncias em um solvente aquecido, resultando em cristais “quase perfeitos”.

Principais aplicações dessa descoberta

As aplicações práticas dos pontos quânticos são diversas. Eles já estão presentes em produtos comerciais, como painéis solares, sistemas de iluminação e telas de televisão baseadas na tecnologia QLED.

Além disso, eles têm um grande potencial em áreas como eletrônica flexível, sensores minúsculos, células solares mais finas e comunicação quântica encriptada.

María José Ruedas Llama, professora do Departamento de Físico-Química da Universidade de Granada, destaca que os pontos quânticos possibilitam obter imagens a nível intracelular, o que pode ser fundamental para o diagnóstico e tratamento de doenças, como o câncer.

O Prêmio Nobel de Química de 2023 também enfatiza a importância da pesquisa fundamental para o desenvolvimento de aplicações tecnológicas.

Emilio Palomares, diretor do Instituto Catalão de Investigação Química (ICiQ), ressalta que tais descobertas reforçam a ideia de que não há aplicações tecnológicas sem uma base sólida de pesquisa.