Les points quantiques sont de minuscules cristaux que les scientifiques peuvent accorder à différentes couleurs, donnant un éclat extra-vivant aux écrans de télévision de nouvelle génération ou illuminant les tumeurs à l'intérieur des corps afin que les chirurgiens puissent les traquer.
Trois scientifiques ont remporté mercredi le prix Nobel de chimie pour leurs travaux transformant une idée théorisée pour la première fois dans les années 1930 en une réalité qui occupe désormais une place de choix dans les salons du monde entier.
Les points quantiques sont des particules semi-conductrices qui font à peine un millième de la largeur d'un cheveu humain.
En 1937, le physicien Herbert Froehlich prédisait qu'une fois que les particules seraient suffisamment petites, appelées nanoparticules, elles tomberaient sous le charme étrange de la mécanique quantique.
Pour expliquer ce phénomène quantique, la présidente de l'American Chemical Society, Judith Giordan, a dit de "penser à cela comme à une petite boîte".
Lorsqu'une particule est suffisamment réduite, l'électron "va frapper les côtés de la boîte", a-t-elle expliqué à l'AFP.
Dans une boîte plus grande, les électrons frapperaient moins souvent les côtés, ce qui signifie qu'ils auraient moins d'énergie.
Pour les points quantiques, les plus grandes boîtes émettent une lumière rouge, tandis que les plus petites apparaissent en bleu.
Cela signifie qu'en contrôlant la taille des particules, les scientifiques peuvent rendre leurs cristaux rouges, bleus et tout le reste.
Leah Frenette, experte en points quantiques à l'Imperial College de Londres, a déclaré à l'AFP que travailler avec le nanomatériau, c'était comme "regarder des arcs-en-ciel toute la journée".
Mais il faudra attendre 40 ans après la prédiction de Froehlich pour que quiconque puisse réellement observer ce phénomène.
Qui a découvert quoi ?
Au début des années 1980, le physicien d'origine russe Alexei Ekimov, l'un des nouveaux lauréats de mercredi, a fait fondre du verre coloré et a passé les résultats aux rayons X.
Il remarqua que les particules plus petites étaient plus bleues, reconnaissant également qu'il s'agissait d'un effet quantique.
Mais étant donné qu'il s'agissait de verre, ce matériau n'était pas facile à manipuler et le fait qu'il soit publié dans une revue scientifique soviétique signifiait que peu de gens le remarquaient.
À peu près au même moment, aux États-Unis, un autre nouveau lauréat, Louis Brus, inconscient du travail d'Ekimov, est devenu le premier à découvrir cet effet quantique coloré dans une solution liquide.
"Pendant longtemps, personne n'aurait pensé qu'il serait possible de fabriquer des particules aussi petites, et pourtant les lauréats de cette année ont réussi", a déclaré Johan Aqvist, membre du Comité Nobel.
"Cependant, pour que les points quantiques deviennent vraiment utiles, il fallait pouvoir les créer en solution avec un contrôle exquis de leur taille et de leur surface."
Le troisième nouveau lauréat du prix Nobel, le Français Moungi Bawendi, a trouvé le moyen d'y parvenir dans son laboratoire du Massachusetts Institute of Technology en 1993.
En contrôlant avec précision la température d'un mélange liquide de particules appelé colloïde, Bawendi a pu faire croître des nanocristaux jusqu'à la taille exacte qu'il souhaitait, ouvrant ainsi la voie à une production de masse.
L'utilisation quotidienne la plus courante des points quantiques est probablement celle des téléviseurs « QLED ».
Cyril Aymonier, directeur de l'Institut français de chimie de la matière condensée, a déclaré à l'AFP que les nanocristaux "améliorent la résolution de l'écran et préservent plus longtemps la qualité de la couleur".
Les médecins utilisent également leur fluorescence brillante pour mettre en évidence des organes ou des tumeurs dans le corps des patients.
Frenette a déclaré qu'elle travaillait sur des tests de diagnostic qui utiliseraient les points comme « petites balises » pour les maladies dans les échantillons médicaux.
L'un des problèmes est que la plupart des points quantiques sont fabriqués à partir de cadmium, un métal lourd toxique.
Aymonier et Frenette ont déclaré qu'ils travaillaient sur des points quantiques qui ne sont pas toxiques.
À l'avenir, les points quantiques pourraient potentiellement doubler l'efficacité des cellules solaires, a déclaré Giordan.
Leurs étranges pouvoirs quantiques pourraient produire deux fois plus d'électrons que la technologie existante, a-t-elle expliqué.
"C'est incroyable, car nous nous rapprochons de la limite des matériaux solaires actuels", a-t-elle ajouté.
Bien que les points quantiques soient considérés comme à la pointe de la science, les gens les utilisent probablement depuis des siècles sans le savoir.
Les rouges et les jaunes des vitraux remontant au 10ème siècle montrent que les artistes de l'époque ont involontairement profité des techniques qui ont abouti à la création de points quantiques, selon les scientifiques.
© 2023 AFP
