據諾(nuo)貝爾(er)(er)官網消息，北京時間10月4日下午5點45分，瑞典皇家科(ke)學(xue)(xue)(xue)院宣(xuan)布將2023年(nian)諾(nuo)貝爾(er)(er)化學(xue)(xue)(xue)獎授予蒙吉·巴文(wen)迪（Moungi G. Bawendi）、路易斯·布魯(lu)(lu)斯（Louis E. Brus）和阿列克謝·葉基莫(mo)夫（Alexei I. Ekimov），以表彰他們(men)在“量子(zi)點的發現和合成”方面的貢(gong)獻。其中，布魯(lu)(lu)斯教(jiao)授是美國哥倫比亞大學(xue)(xue)(xue)化學(xue)(xue)(xue)系教(jiao)授、納晶科(ke)技創始科(ke)學(xue)(xue)(xue)顧問(wen)，同時也是MIT巴文(wen)迪教(jiao)授的博士后(hou)導(dao)師。

2023年諾(nuo)貝(bei)爾化學(xue)獎得主（圖片來源于諾(nuo)貝(bei)爾網站）

 80后的發現，終得認可——諾貝爾獎鐘情于“量子點的發現與合成”

 

 把半導(dao)體(ti)單晶(jing)(jing)做(zuo)小(xiao)、做(zuo)小(xiao)、再做(zuo)小(xiao)，直至幾個(ge)(ge)到幾十個(ge)(ge)納米(mi)(mi)直徑，就得到半導(dao)體(ti)納米(mi)(mi)晶(jing)(jing)。每(mei)一(yi)個(ge)(ge)半導(dao)體(ti)納米(mi)(mi)晶(jing)(jing)由數百至上(shang)百萬原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)組成(cheng)，單晶(jing)(jing)內(nei)部原子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)形成(cheng)完美(mei)的(de)周(zhou)期排列。受光(guang)或電激發后，一(yi)個(ge)(ge)納米(mi)(mi)晶(jing)(jing)內(nei)產生(sheng)的(de)激子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)（電子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)-空(kong)穴(xue)對）不再像(xiang)在半導(dao)體(ti)大(da)單晶(jing)(jing)中那樣迅速分解、自由游蕩，而是被單晶(jing)(jing)的(de)邊界約束(shu)在完美(mei)納米(mi)(mi)晶(jing)(jing)內(nei)部，由此(ci)表(biao)現為(wei)(wei)(wei)納米(mi)(mi)空(kong)間(jian)限域(yu)的(de)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)系統(tong)，得名量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)點。量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)點聽起來似乎是高(gao)大(da)上(shang)的(de)量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)物理客體(ti)，但(dan)諾(nuo)(nuo)貝(bei)(bei)爾(er)獎(jiang)委員會選(xuan)擇(ze)以“量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)點的(de)發現與合成(cheng)”主題頒獎(jiang)，于是變(bian)成(cheng)了(le)妥(tuo)妥(tuo)的(de)化(hua)學獎(jiang)。為(wei)(wei)(wei)什么選(xuan)擇(ze)這么高(gao)品位(wei)的(de)授獎(jiang)主題？諾(nuo)(nuo)貝(bei)(bei)爾(er)獎(jiang)委員會認為(wei)(wei)(wei)，量(liang)(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)(zi)點展現了(le)足夠的(de)潛力，作(zuo)為(wei)(wei)(wei)一(yi)種獨特(te)的(de)新材料將大(da)大(da)改變(bian)你我(wo)的(de)生(sheng)活(huo)。新材料從(cong)哪里(li)來？當(dang)然只有化(hua)學家(jia)才能合成(cheng)出來。

 

 1980年(nian)前(qian)后(hou)，前(qian)蘇聯的葉基莫夫博士(shi)首先(xian)在玻璃(li)里長出氯(lv)化銅（一(yi)種半(ban)導(dao)體(ti)(ti)）納(na)米(mi)晶(jing)，觀(guan)察到了(le)(le)(le)初步(bu)的量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)點性質(zhi)。玻璃(li)里長量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)點當然(ran)(ran)沒(mei)有太(tai)多化學前(qian)景，但怨不(bu)(bu)(bu)(bu)得葉基莫夫，他(ta)原本是物理學家(jia)，合(he)成量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)點不(bu)(bu)(bu)(bu)過是客(ke)串一(yi)陣子(zi)(zi)(zi)化學家(jia)。不(bu)(bu)(bu)(bu)過，也不(bu)(bu)(bu)(bu)用著(zhu)急，地球另一(yi)邊的布(bu)魯(lu)(lu)斯在貝爾實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)正(zheng)試著(zhu)在溶液(ye)（化學家(jia)最(zui)喜歡的游樂場）中合(he)成半(ban)導(dao)體(ti)(ti)，結果也發現(xian)了(le)(le)(le)擁有量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸效應的半(ban)導(dao)體(ti)(ti)納(na)米(mi)晶(jing)，也就是量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)點。沒(mei)錯，布(bu)魯(lu)(lu)斯就是在那個被美國政府(fu)拆(chai)分的超(chao)級實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)——貝爾實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)，被拆(chai)分前(qian)該實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)產生了(le)(le)(le)差不(bu)(bu)(bu)(bu)多20位諾貝爾獎(jiang)獲獎(jiang)人(ren)，這是人(ren)類科學史上的悲哀，還是按下不(bu)(bu)(bu)(bu)表。由于(yu)貝爾實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)被拆(chai)分，布(bu)魯(lu)(lu)斯和他(ta)的團(tuan)隊只好停下量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)點研究，他(ta)的博士(shi)后(hou)巴文(wen)迪傳承了(le)(le)(le)布(bu)魯(lu)(lu)斯實(shi)驗(yan)室(shi)(shi)最(zui)后(hou)的合(he)成方(fang)(fang)法去MIT自己“開店”，在復雜(za)的選擇性分離加(jia)持下，完(wan)善了(le)(le)(le)這條“金屬(shu)有機(ji)-配位溶劑-高溫”合(he)成方(fang)(fang)法，得到人(ren)類歷史上第(di)一(yi)組不(bu)(bu)(bu)(bu)同尺(chi)寸的單分散硒化鎘納(na)米(mi)晶(jing)，雖然(ran)(ran)發光(guang)效率(lv)不(bu)(bu)(bu)(bu)高，但1993年(nian)報道的該組樣品終于(yu)第(di)一(yi)次展示了(le)(le)(le)眾人(ren)期(qi)待的擁有量(liang)(liang)子(zi)(zi)(zi)尺(chi)寸效應的激子(zi)(zi)(zi)發光(guang)。

量(liang)子點結構示意圖(tu)和(he)尺寸相(xiang)關的(de)激子(zi)熒光照(zhao)片

（CdSe量子點，從左至右(you)：直徑8到(dao)2 nm）

 三位(wei)學者的(de)(de)奠基性工作大致發表于(yu)30-40年(nian)(nian)前。之后的(de)(de)這幾十(shi)年(nian)(nian)，諾貝(bei)爾獎(jiang)(jiang)委員會的(de)(de)大兄弟們認為(wei)三位(wei)的(de)(de)工作好像還缺(que)些(xie)要(yao)件(jian)。量(liang)(liang)子(zi)尺(chi)寸效應似(si)乎大約在100年(nian)(nian)前就有人(ren)提起過，不能歸功于(yu)量(liang)(liang)子(zi)點學者們，盡管布魯斯確實搞了一(yi)個較定(ding)量(liang)(liang)而且還真(zhen)能用的(de)(de)公式。量(liang)(liang)子(zi)點概(gai)念不行(xing)（如果真(zhen)行(xing)，大概(gai)率是(shi)物理獎(jiang)(jiang)），換個角度，最接近(jin)的(de)(de)看來是(shi)作為(wei)一(yi)種獨特的(de)(de)新材料，頒發化學獎(jiang)(jiang)。但(dan)作為(wei)新材料，似(si)乎需要(yao)展現無可(ke)替代的(de)(de)重大應用，才能夠得上標準。

 嗯，大家伙還得努力。

 

 第(di)一(yi)個問題，布(bu)(bu)魯斯(si)(si)-巴(ba)文(wen)迪“金屬有機-配位溶劑-高溫”合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)路線(xian)(xian)不(bu)能滿足工業化規模化生產(chan)。原(yuan)因很簡單(dan)，合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)原(yuan)料(liao)幾乎(hu)全部是易(yi)燃(ran)、易(yi)爆(bao)、劇毒、昂(ang)貴的(de)物(wu)質(zhi)，而(er)且這些高活性的(de)原(yuan)料(liao)雜質(zhi)含量(liang)(liang)(liang)不(bu)可(ke)控、使得產(chan)物(wu)性能朝三暮(mu)四。布(bu)(bu)魯斯(si)(si)-巴(ba)文(wen)迪方法首次報(bao)道十(shi)年(nian)后(hou)（2000年(nian)左右），阿肯色大(da)(da)學彭笑剛教(jiao)授（布(bu)(bu)魯斯(si)(si)教(jiao)授的(de)博(bo)士后(hou)的(de)博(bo)士后(hou)）試著探(tan)求量(liang)(liang)(liang)子點形成(cheng)(cheng)機理，竟(jing)發現可(ke)用穩定、易(yi)得、廉價、環保的(de)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)原(yuan)料(liao)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)更好(hao)的(de)量(liang)(liang)(liang)子點。該綠色合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)路線(xian)(xian)被(bei)快(kuai)速(su)(su)推廣(guang)到多(duo)種尺寸均一(yi)的(de)量(liang)(liang)(liang)子點體系，重復性問題解決(jue)了，繁瑣的(de)尺寸分離也不(bu)要了。新(xin)路線(xian)(xian)好(hao)，大(da)(da)家伙(huo)就鼎力支(zhi)持(chi)，使其(qi)快(kuai)速(su)(su)成(cheng)(cheng)為(wei)學術界和工業界通用基礎合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)路線(xian)(xian)，布(bu)(bu)魯斯(si)(si)教(jiao)授評論其(qi)為(wei)“標準(zhun)合(he)(he)(he)成(cheng)(cheng)路線(xian)(xian)”。

 第二個問題，量子點(dian)的(de)(de)幾(ji)乎所有潛在(zai)重要應用都(dou)基(ji)于其激(ji)發(fa)態(tai)（納米晶內的(de)(de)激(ji)子態(tai)），但激(ji)子態(tai)性質不可(ke)控、不確定(ding)，即(ji)使是彭笑剛(gang)教授(shou)(shou)發(fa)展的(de)(de)綠色(se)合成(cheng)路線也不行。彭笑剛(gang)教授(shou)(shou)2009年打道(dao)回府，來(lai)到浙江大學(xue)，提出并建立(li)了“量子點(dian)激(ji)發(fa)態(tai)合成(cheng)控制(zhi)”概念，逐步把幾個典型的(de)(de)量(liang)子(zi)點系統的(de)(de)激發態性(xing)質大幅(fu)提高到理論(lun)極限，其穩(wen)定性(xing)和可靠性(xing)至(zhi)少(shao)滿足了一個重大產業(ye)——“信息顯示”的(de)(de)需(xu)求(qiu)。

 最后一個(ge)問(wen)題，量子(zi)點(dian)(dian)潛在應用太(tai)廣了，只要(yao)涉及(ji)“光”的(de)(de)產(chan)(chan)業(ye)(ye)都可能實現顛覆性突(tu)破，但大規模(mo)重要(yao)應用產(chan)(chan)業(ye)(ye)突(tu)圍(wei)的(de)(de)在哪(na)個(ge)產(chan)(chan)業(ye)(ye)呢？人們一開始(shi)對生物(wu)標記(ji)和(he)(he)醫學診斷(duan)寄予厚(hou)望，然(ran)而(er)(er)(er)，前進路(lu)(lu)上并不(bu)是平(ping)坦的(de)(de)林蔭道，而(er)(er)(er)是一個(ge)接一個(ge)翻不(bu)過去的(de)(de)路(lu)(lu)障(zhang)，至(zhi)今還看不(bu)到(dao)大規模(mo)應用的(de)(de)出口。有心(xin)插柳不(bu)成(cheng)，大家沒抱太(tai)多希(xi)望的(de)(de)信息(xi)顯(xian)示反而(er)(er)(er)用了幾年的(de)(de)功夫成(cheng)了。量子(zi)點(dian)(dian)能夠提(ti)供其(qi)他任何發光材料無(wu)法(fa)提(ti)供的(de)(de)發光色準度和(he)(he)色純度，顯(xian)示效果優異的(de)(de)量子(zi)點(dian)(dian)背光源電視和(he)(he)顯(xian)示器快速達到(dao)年產(chan)(chan)值(zhi)數(shu)百億水平(ping)，真正走(zou)進了千家萬戶。

 于(yu)是，2023年，雖然量(liang)子點背光(guang)源顯(xian)示只(zhi)能(neng)算(suan)是開胃菜，但好歹(dai)“量(liang)子點發現與合成”這(zhe)道題算(suan)是有了一份不(bu)錯的答卷，頒獎(jiang)吧(ba)！

（彭(peng)笑剛教授(shou)反(fan)復強調：雖然(ran)布魯斯-巴(ba)文迪(di)合成(cheng)方法被我們(men)取代(dai)，但他(ta)們(men)才(cai)是“量(liang)子(zi)點的發現(xian)與合成(cheng)”的先(xian)驅與奠基人。）

 既開山又授徒(tu)，實至名歸——量子點之父

 “量子(zi)(zi)點XX”得了(le)諾貝(bei)爾獎，不管“XX”是(shi)什么(me)，布魯斯(si)教(jiao)授總會是(shi)獲獎人，至(zhi)少(shao)是(shi)之(zhi)(zhi)一。在量子(zi)(zi)點的江湖里(li)，他老人家大(da)(da)概是(shi)太師(shi)(shi)父(fu)張三(san)豐(feng)。學術上，上無(wu)傳(chuan)承(cheng)，開(kai)山建(jian)派，溶液合(he)成量子(zi)(zi)點在幾條競爭路(lu)線中成為當之(zhi)(zhi)無(wu)愧的主流；傳(chuan)承(cheng)上，培(pei)養了(le)一批(pi)領域的頂梁柱，包(bao)括大(da)(da)弟(di)(di)(di)子(zi)(zi)Paul Alivisatos 教(jiao)授（原UC Berkeley常務副校(xiao)長、現(xian)芝加哥大(da)(da)學校(xiao)長）、二弟(di)(di)(di)子(zi)(zi)巴文迪（比(bi)大(da)(da)師(shi)(shi)兄走運，跟(gen)著師(shi)(shi)父(fu)一起去斯(si)德哥爾摩）及一眾(zhong)小弟(di)(di)(di)子(zi)(zi)和再(zai)傳(chuan)弟(di)(di)(di)子(zi)(zi)，桃李滿天下、樹樹花香果兒甜。

 今日的(de)地(di)球上(shang)，量(liang)子(zi)點(dian)公司還不至于多如牛毛，但真正實現了規(gui)模化商業運營的(de)公司算起來主(zhu)(zhu)要是布魯(lu)斯(si)弟子(zi)和(he)再傳弟子(zi)創(chuang)建(jian)(jian)的(de)四家：美國(guo)(guo)的(de)Quantum Dots主(zhu)(zhu)攻量(liang)子(zi)點(dian)生物標(biao)記（后(hou)(hou)被Life Science收購(gou)(gou)(gou)），由(you)(you)Alivisatos創(chuang)建(jian)(jian)；美國(guo)(guo)的(de)QD Vision主(zhu)(zhu)攻照明和(he)顯(xian)示（后(hou)(hou)被三(san)星收購(gou)(gou)(gou)），由(you)(you)巴文迪創(chuang)建(jian)(jian)；美國(guo)(guo)的(de)Nanosys原本主(zhu)(zhu)攻納米線后(hou)(hou)轉量(liang)子(zi)點(dian)顯(xian)示（剛(gang)被日本Shoei收購(gou)(gou)(gou)），由(you)(you)哈佛(fo)Liber和(he)Alivisatos創(chuang)建(jian)(jian)；中(zhong)國(guo)(guo)納晶(jing)科技主(zhu)(zhu)攻量(liang)子(zi)點(dian)顯(xian)示（收購(gou)(gou)(gou)了彭笑剛(gang)在(zai)美國(guo)(guo)創(chuang)建(jian)(jian)的(de)NN-Labs），由(you)(you)彭笑剛(gang)歸國(guo)(guo)后(hou)(hou)創(chuang)建(jian)(jian)。

 正是：學術界旌旗遍地，產業界獨(du)占鰲頭。

 閉著眼(yan)睛遐想(xiang)，如果馬斯克(ke)把布魯(lu)斯教授的徒(tu)子(zi)(zi)徒(tu)孫送(song)到另(ling)外一個星球上，地球生(sheng)態(tai)圈里(li)量子(zi)(zi)點江湖恐怕就不(bu)成氣候(hou)了。布魯(lu)斯教授十幾年前就處(chu)于半退休狀態(tai)，江湖上行走的大體是他老(lao)人家的徒(tu)子(zi)(zi)徒(tu)孫，以赫(he)赫(he)有名(ming)的大弟子(zi)(zi)Alivisatos教授最(zui)具代表性。但是，說(shuo)量子(zi)(zi)點說(shuo)多了，太(tai)師父還(huan)是繞(rao)不(bu)過去的大神。

 只認(ren)科(ke)學，不(bu)認(ren)國(guo)界——為中國(guo)企業擔任(ren)科(ke)學顧(gu)問(wen)不(bu)取報(bao)酬

 彭(peng)笑(xiao)剛2009年歸國任教，同時(shi)創立納晶(jing)科(ke)技，以量子點材料為支點探(tan)索光電應(ying)(ying)用。布魯斯教授(shou)得知后(hou)極力支持，相信(xin)中(zhong)國一定會成(cheng)為科(ke)學研究與技術產(chan)業化的應(ying)(ying)許之地。承(cheng)諾擔任納晶(jing)科(ke)技的創始科(ke)學顧問，并堅持不取報酬(chou)。

布魯斯教授受中科院(yuan)邀(yao)請(qing)訪(fang)華，來(lai)杭(hang)州私人(ren)訪(fang)問彭笑剛實驗室(shi)、納晶科技公(gong)司(si)

 十四年來，布魯斯教(jiao)授一(yi)直為量(liang)(liang)子(zi)點(dian)產業化出謀劃策。本(ben)世紀(ji)初，布魯斯教(jiao)授的(de)(de)興趣轉(zhuan)向納(na)米管，但量(liang)(liang)子(zi)點(dian)依(yi)然在(zai)他(ta)的(de)(de)內心(xin)(xin)最(zui)深(shen)處閃耀，量(liang)(liang)子(zi)點(dian)領域的(de)(de)發(fa)(fa)展和(he)后輩的(de)(de)成長依(yi)然是他(ta)的(de)(de)心(xin)(xin)心(xin)(xin)念念。2021年，和(he)量(liang)(liang)子(zi)點(dian)領域另(ling)一(yi)位奠基元老、前蘇(su)聯(lian)理論物理學家(jia)埃弗(fu)羅斯（Efros）一(yi)起(qi)在(zai)ACS Nano上發(fa)(fa)表長篇綜(zong)述，把(ba)量(liang)(liang)子(zi)點(dian)四十年的(de)(de)前世今生——從基礎研究發(fa)(fa)現到產業化應用講(jiang)了個透，大概可看做2023年化學諾貝爾獎的(de)(de)腳本(ben)，好事者不妨找(zhao)來看看。

 2013年，日本索尼公司率先發(fa)布了量(liang)子(zi)點背(bei)光源液晶電(dian)視。一(yi)(yi)夜之(zhi)間，丑小鴨變天鵝(e)，液晶顯示(shi)終(zhong)端突然重振雄(xiong)風，可(ke)(ke)以(yi)和OLED一(yi)(yi)競高下。納晶科技投(tou)建了全球最(zui)大(da)的(de)量(liang)子(zi)點生產基地，10年時間里，成為全球唯一(yi)(yi)一(yi)(yi)家投(tou)產并引領了四代量(liang)子(zi)點背(bei)光源顯示(shi)技術的(de)公司。在與中(zhong)(zhong)國所(suo)有(you)顯示(shi)終(zhong)端龍(long)頭企業合作、保障中(zhong)(zhong)國在顯示(shi)產業升級中(zhong)(zhong)不(bu)落(luo)人后(hou)的(de)同時，為諾貝爾獎花落(luo)“量(liang)子(zi)點的(de)發(fa)現與合成”做出了肉眼可(ke)(ke)見(jian)的(de)貢獻。

 還(huan)好，算是沒有辜負布(bu)魯(lu)斯教(jiao)授的指導與支(zhi)持。

納(na)晶(jing)科(ke)技(ji)是唯一一家(jia)規模化(hua)投產(chan)
并引領了(le)四代(dai)量子點背光源顯示的企業(ye)