O Prémio Nobel da Química 2023 foi atribuído aos cientistas Moungi G. Bawendi, Louis E. Brus e Alexei I. Ekimov pela descoberta e síntese dos quantum dots. Os quantum dots [pontos quânticos] são partículas químicas muito pequenas, as nanopartículas, que medem poucos nanómetros (um milímetro é igual a 1.000.000 de nanómetros) e que apresentam propriedades electrónicas e ópticas únicas que estão directamente relacionadas com o seu tamanho. Absorvem luz que depois emitem com cores diferentes (a diferentes comprimentos de onda). Por exemplo, um quantum dot mais pequeno emite luz azul, enquanto um maior emite luz vermelha. Outra grande vantagem é a sua robustez, terem um elevado sinal de brilho e serem muito fotoestáveis – ou seja, não “desbotam”.

Além da enorme importância da descoberta dos quantum dots e das suas propriedades, também foi muito importante o desenvolvimento de métodos de síntese para produzi-los com tamanhos muito precisos, homogéneos e com elevada qualidade óptica. Os diferentes tamanhos das nanopartículas são obtidos controlando rigorosamente a temperatura da reacção de síntese e a subsequente velocidade de cristalização.

Desde a sua descoberta, vários métodos de síntese têm sido desenvolvidos, explorando diferentes materiais e processos de cristalização, e a produção de nanopartículas com diferentes formas.

Essas nanopartículas podem ser modificadas quimicamente de diversas maneiras, de acordo com as aplicações desejadas. A sua superfície pode ser alterada para que se tornem solúveis em ambiente biológico. Podem formar ligações a moléculas orgânicas e a biomoléculas (proteínas, ácidos nucleicos, etc.), que ficam assim marcadas e são depois usadas como ferramentas para o estudo de processos biológicos a nível molecular. Apresentam várias vantagens em relação a outros corante orgânicos, sendo mais robustos em diferentes condições e mais resistentes à degradação pela exposição à luz, mantendo as suas propriedades ópticas por períodos longos.

Para além disso, podemos obter emissão de luz de diferentes cores ao variar apenas o seu tamanho. Diferentes biomoléculas podem ser marcadas com cores diferentes, permitindo um estudo mais preciso e direccionado.

Os quantum dots têm muitas aplicações diferentes, nas televisões com ecrãs QLED (o Q vem de quantum dot), em medicina de diagnóstico (bioimagem), em fotocatálise para a síntese de moléculas orgânicas mais complexas, e em investigação em muitas outras áreas científicas.

São uma descoberta recente. A investigação relacionada com as suas propriedades e aplicações continua, muito ainda há para descobrir.

Este prémio é mais um exemplo de como o conhecimento de diferentes áreas, neste caso química e física, contribuem para descobertas que vão revolucionar muitas outras áreas. O Nobel da química de 2023 veio reconhecer não só as nanociências, mas também a importância da interdisciplinaridade na ciência. Vem também reforçar a importância da química como ciência, contribuindo para descobertas com aplicações em muitas áreas da nossa vida, e realçar a sua importância desde o currículo escolar.