Trois géants de la chimie reliés par le royaume quantique

Les lauréats du prix Nobel de chimie de cette année sont des pionniers du nanomonde.

Dans les années 1980, Alexi Ekimov, 78 ans, et Louis Brus, 80 ans, travaillant indépendamment et de part et d'autre du rideau de fer, ont réussi à créer des " points quantiques " – des nanoparticules que l'on retrouve aujourd'hui dans les écrans de télévision de nouvelle génération et qui sont utilisées pour éclairer les tumeurs du corps.

Une décennie plus tard, Moungi Bawendi, 62 ans, a révolutionné les méthodes pour les fabriquer avec précision et à grande échelle, ouvrant ainsi la voie à leurs applications.

Voici le récapitulatif des lauréats du prix Nobel de chimie 2023.

Bawendi est né en 1961 à Paris, en France, d'un père tunisien et d'une mère française.

Sa famille a émigré aux États-Unis quand il avait 10 ans et, bien qu'il ait excellé en sciences au lycée, il a raté son tout premier cours de chimie à Harvard.

"Cela aurait facilement pu me détruire, ma première expérience avec un F, et de loin la note la plus basse de ma classe", a-t-il déclaré aux journalistes.

Mais il a persévéré et a obtenu son diplôme de premier cycle puis son doctorat à l'Université de Chicago. Il rejoindra plus tard Brus aux Bell Laboratories, puis enfin au Massachusetts Institute of Technology (MIT), où il reste aujourd'hui professeur.

"Je suis particulièrement honoré de partager cela avec Louis Brus, qui était mon mentor postdoctoral... J'ai moi-même essayé d'imiter son érudition et son style de mentorat en tant que professeur", a-t-il déclaré.

Bawendi s'est appuyé sur les travaux de ses collègues et a réussi en 1993 à améliorer considérablement les méthodes de création de points quantiques, en trouvant le solvant et la température appropriés pour faire croître les nanocristaux jusqu'à des tailles spécifiques.

Ekimov et Brus ont grandi dans l'après-guerre. Ekimov est né en 1945 dans l'ex-URSS et est diplômé de l'Université d'État de Leningrad.

Ekimov était fasciné par le verre coloré et par le fait qu'une seule substance pouvait produire de nombreuses couleurs. En expérimentant les températures et les temps de chauffage du verre fondu, il a découvert qu'il était capable de faire varier la taille des particules produites et que plus les particules étaient petites, plus la lumière qu'elles émettaient était bleue.

Il a publié ses découvertes dans une revue scientifique soviétique en 1981 et a été la première personne à créer intentionnellement des points quantiques – des particules prédites par la théorie physique au début du 20e siècle mais qui n'avaient pas encore été démontrées dans la réalité.

Dans le même temps, Brus travaillait aux légendaires laboratoires Bell aux États-Unis – alors un foyer de découvertes scientifiques – sur des expériences qui impliquaient de découper des particules pour obtenir une plus grande surface et des réactions chimiques plus rapides.

Au cours de ses travaux, il a remarqué que les propriétés optiques et autres des particules changeaient à mesure qu'elles devenaient petites, ce qui ne pouvait s'expliquer que par la mécanique quantique.

"Je fais partie de la génération Spoutnik, qui a grandi après la Seconde Guerre mondiale, alors que les États-Unis développaient considérablement la science et la technologie en réponse à la guerre froide", a-t-il écrit dans un récit autobiographique après avoir reçu le prix Kavli 2008.

Doué dès son plus jeune âge en mathématiques et en sciences, il a grandi dans la banlieue de Kansas City, où il dit avoir " développé une affinité pour les outils et les machines en travaillant après l'école et le week-end dans la quincaillerie locale ".

Il a d'abord pensé qu'il suivrait son père dans les affaires. Mais après avoir obtenu son doctorat en 1969 à l'Université Columbia de New York, il sert dans la marine américaine et devient chercheur dans un laboratoire de Washington.

Puis, en 1972, il commence à travailler pour les Bell Labs, où il restera 23 ans.

Il est aujourd'hui professeur à l'Université Columbia et croit fermement au pouvoir de la science.

"Les scientifiques luttent quotidiennement avec leurs expériences et ont tendance à perdre de vue les énormes progrès collectifs de la science et de la technologie au fil des décennies", écrit-il.

"La science a créé une existence bien meilleure pour l'humanité malgré la guerre, l'effondrement économique et les catastrophes naturelles."