啥？诺贝尔化学奖名单提前泄密！“冷战一代”获奖，量子点将颠覆光伏行业……

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荆轲| 编辑 

价值线导读

“冷战一代”获奖：

一个生在美国，一个生在苏联

今年诺贝尔化学奖得主之一——Louis E. Brus是第一个发现量子点的人。

他于1983年在AT&T贝尔实验室 工作期间独立发现了量子点。他通过在有机溶剂中还原金属盐合成了胶体量子点，并研究了它们的电子和光学性质。他创造了“量子点”这个术语，并用一个简单的箱中粒子模型解释了它们的行为。他还探索了表面化学、形状和耦合对量子点的影响。

在一次获奖发言中，Louis E. Brus形容自己为“史普尼克世代的一员”，所谓的史普尼克世代，是指1957年，苏联在毫无征兆的情况下，发射了第一颗人造卫星——史普尼克一号（Sputnik I），引发了欧美国家的巨大恐慌，从而引发了美苏之间的激烈科技竞争，那一年Louis E. Brus14岁。

Brus的父亲是一个保险推销员，母亲是一个数学教师。或许遗传了母亲方面的天赋，Brus在高中时被发现具有数学和科学方面的才能。

1961年，他获得海军预备役军官训练团奖学金进入了德克萨斯州休斯顿的莱斯大学学习，在学习物理、化学等课程的同时，他还要额外学习海上战争的基础知识。1965年毕业后，他被任命为初级军官，但幸运的是，他的上级同意他休假四年，让他完成研究生学业。随后他进入纽约哥伦比亚大学攻读博士，并与导师Richard Bersohn一起撰写了关于碘化钠蒸气光解离的论文。

在1969年获得物理化学博士学位后，布鲁斯以中尉的身份进入海军，并在华盛顿特区的美国海军研究实验室担任科学参谋。他和他的同事研究了哪些气体和反应为使用红外化学激光器提供了最佳条件。

1972年末，他作为海军中尉的任期即将结束，一个朋友推荐他进入了AT&T的贝尔实验室，他一干就是23年。1983年，他注意到电导率会随着材料的粒径而变化，从而发现了量子点。

今年诺贝尔化学奖的另一位得主Alexei I. Ekimov比Louis E. Brus小两岁，同样属于“冷战一代”。他于1945年出生于前苏联，1974年博士毕业于俄罗斯圣彼得堡Ioffe物理技术学院。

在20世纪80年代早期，Alexei l.Ekimov成功地在有色玻璃中创造出了依赖于尺寸的量子效应。这种颜色来自氯化铜的纳米颗粒，Ekimov证明了由于量子效应的存在，仅仅粒子的大小就能影响玻璃的颜色。

几年后，Louis Brus在世界上首次证明了在流体中自由漂浮的粒子存在大小依赖的量子效应。

来自冷战时期“敌对国家”的两位科学家，携手为量子点技术做出了重大的贡献，但由于当时美苏的科学研究交流已经被切断了。Brus教授并不了解Ekimov研究团队的工作成果。

Brus教授对于量子点的贡献不仅于此，他带的学生Moungi Bawendi教授，成了今年诺贝尔化学奖的第三位得主。

1993年Moungi G. Bawendi教授带着他的最初两位博士生首次合成出高质量的量子点，产生了几乎完美的粒子。从而推动了整个行业的发展，目前该文被引已经超过1万。Moungi G. Bawendi教授目前所发文章及专利也已经超700篇，文章被引达到13万+。国际上知名的显示用量子点材料生产企业Nanosys和QD vision的核心团队成员均出自Bawendi教授课题组。

什么是量子点？

已大规模应用于LED照明、显示器

或将颠覆光伏行业

QDEF（量子点膜）制造工艺

自1980年首次发现以来，其微调能力使量子点在商业产品转化方面不断显示出巨大的潜力，具体应用包括显示器（LCD、miniLED背光显示、QD-OLED电视、QD-microLED电视、发光QLED显示器）、光电探测器、图像传感器、光伏（PV）、照明和农业薄膜、科研等。

显示器的成功应用

在显示技术中，量子点已被广泛用作色彩增强组件。与传统液晶显示器（LCD）相比，量子点可提供更宽的色域、更高的色彩精度和更高的亮度。激发发射特定波长光的独特光致发光特性，使量子点能够将LED发出的蓝光转换为纯红色和绿色，从而实现更广泛和精确的调色板。

液晶显示器的量子点颜色转换（QDCC）

此外，量子点也是显示器、跟踪效率和寿命改进的终极发光材料。

采用量子点的电致发光显示器

点亮照明的未来

基于量子点的光致发光特性，其现有商业产品在照明技术中具有明显的潜力。它可以作为颜色转换器集成到LED照明系统中，从而产生可调谐的高质量白光。基于量子点的LED可以实现优异的显色指数（CRI）和色温，使其适用于各种照明应用，包括室内和汽车照明。此外，量子点的窄发射光谱减少了复杂滤光的需求，有助于提高能源效率并减少光污染。

颠覆光伏行业

太阳能的主要挑战之一是传统太阳能电池的转化效率有限。而这些电池通常由晶硅制成，只能吸收太阳光谱中的一小部分，导致其最大理论转化效率约为 33%。这又被称为 Shockley-Queisser 极限。转化效率，一直是提高太阳能电池性能的长期障碍。现在量子点有可能克服这一限制，并显著提高太阳能转换效率。

量子点太阳能电池领域的另一个令人兴奋的发展，是与钙钛矿材料的结合应用。钙钛矿是一种具有独特晶体结构的材料，使其能够高效吸收光、并将其转化为电能。通过将钙钛矿材料与量子点相结合，研究人员已经能够制造出比单独使用量子点效率更高的太阳能电池。

这些混合钙钛矿-量子点太阳能电池，有可能在未来的若干年内，通过更高的效率、更低的成本，实现对传统晶硅太阳能电池的替代，并彻底改变太阳能行业。

新兴图像传感器中的量子点

PbS量子点具有在宽波长范围内可调谐的优点，适用于近红外（NIR）或短波红外（SWIR）传感应用。一个有趣的可能性是，它可以与硅读出集成电路（ROIC）结合，形成QD-Si NIR/SWIR混合图像传感器。这种创新集成为实现高分辨率小像素硅基NIR/SWIR传感器提供了一条可能的途径，消除了InGaAs（砷化铟镓）传感器与硅ROIC异质杂化（heterogeneous hybridization）的必要。基于量子点的低成本混合图像传感器不仅可以用于传统上由InGaAs SWIR图像传感器实现的应用，还有助于实现其他新的应用。

QD-Si混合图像传感器可以同时实现高分辨率、低像素间距和全局快门，并具有低成本潜在能力。随着第一代产品的面市，一些行业巨头也涉足了这一领域，使这项技术的前景非常乐观。

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统计显示，截至2023年，已有七位华人获得物理学奖，二位获得文学奖，一位获得化学奖，一位获得医学奖。

（注：以上获奖华人名单不含和平奖）