Znanstvenici se kao i političari vole razmetati riječima. Ili, da budem manje zajedljiv, znanstvenici vole za nova otkrića pronaći nove termine, pa i onda kada njihova otkrića nisu nova. Barem ne u načelu.

To govorim zato što je Nobelov odbor za kemiju ovogodišnju Nobelovu nagradu dodijelio trojici američkih znanstvenika, od kojih su dvojica, Moungi G. Bawendi i Alexei I. Ekimov, došli iz drugih dijelova svijeta, prvi iz Francuske, drugi iz Rusije; samo je treći, Louis E. Brus, koji radi na Columbia University u New Yorku, rođeni Amerikanac. Nagradu su dobili za otkriće i razvoj kvantnih točaka (quantum dots), „nanočestica tako sićušnih da im veličina određuje svojstva“.

Prva misao: za to se, da veličina čestica određuje njihova svojstva, odavno zna! Postoji crveni i žuti živin oksid (HgO), koji se razlikuju samo po veličini čestica. Boja koloidnog sumpora i koloidnog zlata ovisi o koncentraciji reaktanata, tj. o veličini čestica (viša koncentracija – veće čestice). Koloidno srebro nije bijelo nego crno (na tome se temelji analogna fotografija). Svatko tko je učio kvantnu fiziku, bio fizičar ili kemičar, zna da kvantni zakoni vrijede za sićušna tjelešca, atome i molekule, dok se svojstva većih tijela mogu sasvim dobro aproksimirati modelima klasične fizike. Model čestice u kutiji, koji leži u osnovi tumačenja svojstava kvantnih točaka, uči se na fakultetu kao prva lekcija kvantne fizike. Taj model govori, jednostavno, da je razlika energije dvaju kvantnih stanja, ΔE, obrnuto proporcionalna veličini kutije, tj. čestice (L): ΔE = konst. × 1/L².

Kad smo već kod poznatoga, treba se prisjetiti da su još stari staklari znali bojati staklo koloidnim česticama (česticama, po definiciji, veličine od 1 do 100 nm). Stoga nas ne bi trebalo čuditi da se prvi od trojice ovogodišnjih nobelovaca, Ekimov, bavio još 80-tih godina prošlog stoljeća bojanjem stakla, točnije istraživanjem kvantnih efekata na nanočesticama bakrova(I) klorida (CuCl) raspršenim u staklu. Brus je uspio isto postići u tekućinama, dok je Bawendi 1993. godine razvio tehnologiju za jednostavnu, brzu i jeftinu proizvodnju kvantnih točaka. Kad se tako sagledaju doprinosi njih trojice, postaje jasnije zašto su zaslužili Nobelovu nagradu. Predviđanje svojstava tvari područje je fizike, no priređivanje tvari posao je kemičara.

U čemu se sastoji Bawendijeva metoda? Sastoji se, jednostavno rečeno, u kontroliranom rastu kristala. Za pokus je izabrao kadmijev selenid (CdSe), materijal s poluvodičkim svojstvima. U vruće je organsko otapalo ulio organometalni spoj koji je pirolizom dao CdSe. No odmah zatim naglo je ohladio otopinu kako bi stablizirao nastale jezgre kristalizacije. Nakon toga je opet zagrijao otopinu, kako bi potakao rast kristala nanometarskih dimenzija (nanokristala): ovisno o uvjetima reakcije dobio je suspenziju nanokristala CdSe jednolike veličine. I što je najvažnije, veličina kristala određivala je njihovu apsorpciju u vidljivom dijelu spektra, dakle boju: kristali od 12 Å (1,2 nm) imali su oštar maksimum apsorpcije pri λ = 410 nm, a oni veći pri sve većim valnim duljinama. 

Iza ove jednostavne, no svakako domišljate kemije krije je mnoštvo primjena – pa je to nesumnjivo bio razlog zašto je baš za to područje istraživanja dodijeljena ovogodišnja Nobelova nagrada. Poluvodičke kvantne točke, kojima se bavio Ekimov, našle su primjenu u telekomunikacijskim sustavima temeljenima na optičkim vlaknima. Primjenjuju se i u fotonaponskim uređajima, fotodetektorima, u biomedicini – ukratko svugdje gdje treba imati poluvodič sa širinom zabranjene vrpce (E_g) koja se ne može postići upotrebom drugih materijala. Veličina čestice određuje svojstva poluvodiča, ne materijal od kojeg je načinjen.

Kad se na takav način sagleda doprinos ovogodišnjih nobelovaca, vidimo da su ostvarili važan napredak u području nanotehnologije, nove znanstvene discipline koja danas pokriva mnoga područja, pa se čini da nanotehnološke uređaje povezuje još samo nanometarska veličina objekta. No znanost ide dalje. Što će nam nanotehnologija donijeti nitko ne može predvidjeti.

Nenad Raos je kemičar, doktor prirodnih znanosti i znanstveni savjetnik u trajnome zvanju, sada u mirovini. Autor je i koautor stotinjak znanstvenih i stručnih radova iz područja bioanorganske i teorijske kemije, molekularnog modeliranja te povijesti kemije i komunikacijskih vještina u znanosti. Još od studentskih dana bavi se popularizacijom znanosti. Sada piše za Čovjek i svemir, mrežne stranice Panopticum,  te – naravno - Bug online. Sedam je godina bio glavni i tehnički urednik časopisa Priroda. Koautor je dva sveučilišna udžbenika i autor 15 znanstveno-popularnih knjiga. Nagrađen je Državnom godišnjom nagradom za promidžbu i popularizaciju znanosti 2003. godine.