Rosen sind rot – und bleiben auch rot, egal, ob es sich um riesige oder winzige Rosen handelt. Oder? Wissenschaftler:innen haben entdeckt, dass bei sehr kleinen Gegenständen die Größe bestimmt, welche Farbe sie haben. So kann ein Material alle Farben annehmen. Dafür gab es dieses Jahr den Chemie-Nobelpreis für drei Wissenschaftler.
Schon vor über 80 Jahren stellten Physiker:innen in ihren Berechnungen etwas Seltsames fest: Wenn Teilchen klein genug sind, können sich Elektronen, also Teile von Atomen, aus denen jedes Material besteht, nicht mehr so frei bewegen. Dadurch könnten sich die Materialien ganz anders verhalten, als wir es im Alltag kennen. Die Größe der Teilchen würde dann ihre Eigenschaften verändern. Am einfachsten wäre das daran zu erkennen, dass sie unterschiedliche Farben hätten. Diese Quanteneffekte konnten auch vor der Arbeit der Nobelpreisträger beobachtet werden, allerdings nur bei sehr kalten Temperaturen. Alexei Ekimov, ein sowjetischer Wissenschaftler, machte jedoch eine Entdeckung: Traditionelle Glasfärber können die Farbe von Glas verändern, indem sie dieses unterschiedlich lange erhitzen. Hinter den verschiedenen Farben stecken tatsächlich Quantenteilchen, die durch das Aufwärmen unterschiedlich groß werden und dadurch auch andere Farben annehmen. Somit war klar: Auch ohne aufwendige Technik kann man die Wunder der Quantenwelt nutzen. In den USA gelang es Louis Brus, die Teilchen auch außerhalb von Glas zu erzeugen. Moungi Bawendi verbesserte die amerikanische Methode dann, so dass es heute ziemlich einfach ist, winzige Teilchen beliebiger Farbe herzustellen.
Mittlerweile sind diese sogenannten Quantum-Dots weit mehr als eine Labor-Spielerei. Man findet sie beispielsweise in QLED-Bildschirmen in Fernsehern, Tablets und Handys. Da sich bei Quantenteilchen nicht nur die Farbe verändert, sind Wissenschaftler:innen gerade dabei, herauszufinden, was diese noch alles können, denn buntes Licht ist erst der Anfang.
Von Bastian Mucha
...studiert irgendwas mit Naturwissenschaften (Molekulare Biotechnologie) und schreibt seit Sommersemester 2023 für den ruprecht. Neben der Leitung der Bildredaktion ist er vor allem für Illustrationen, Wissenschaft und Satire immer zu haben.
