66
ЧТО НОВОГО В НАУКЕ И ТЕХНИКЕ
н
А
У
К
А
::
Ф
И
3
И
К
А
белый свет. Открыт путь к более эффек-
тивным источникам света.
ТО Ч ЕЧ Н О Е Н А СТО ЯЩ ЕЕ
Оптоэлектронные применения точек
возможны благодаря узкому и симме-
тричному спектру их излучения. Говоря
обычным языком у них очень чистый
цвет. Это выгодно для передачи инфор-
мации и криптографии. Другое приме-
нение — солнечные батареи. Основной
недостаток современных батарей —
низкая эффективность преобразования
света в энергию. Точки способны повы-
сить их КПД на 25-50 процентов.
Квантовые точки применяются
не только в оптических приборах,
лазерных фильтрах, фотонных пере-
ключателях, но и в новейших чисто
электронных приборах. Это одноэлек-
тронные транзисторы, электронные
микросхемы, чипы компьютерной
памяти, процессоры и многое другое.
Причем точки перспективны как эле-
ментная база для квантовых компью-
теров, которые нуждаются в кубитах
с запутанными квантовыми состояния-
ми, ведь точки позволяют точно изме-
рять и контролировать электрические
токи вплоть до отдельного электрона.
Но самое понятное и применение
квантовых точек это маркировка всего,
чего угодно. Сегодня многие фирмы
предлагают точки, полученные дешевы-
ми химическими методами. Эти малень-
кие нанокристаллы можно подмешать
в любую жидкость или нанести на любую
поверхность, чтобы затем обнаружить
их излучение специальными прибора-
ми. Чернила, которые нельзя подделать,
защищенные финансовые документы
и банкноты, опознание «запятнанных»
квантовой пылью лиц — вот далеко
не полный перечень их применения.
Маркировать можно не только
макро, но и микрообъекты и даже
молекулы. Квантовые точки размерами
в десятки нанометров открыли воз-
можность селективного окрашивания
биологических тканей. На саму поверх-
ность точек легко нанести различные
биологические маркеры — белки,
ферменты, ДНК, РНК, способные
соединяться только с определенными
молекулами. Ученым удалось при-
соединить к точкам молекулы, которые
связываются только с определенными
объектами внутри клетки, не нарушая
ее жизнедеятельности. После этого ста-
новится возможным наблюдать ее орга-
неллы в обычный оптический микро-
скоп. Можно отслеживать перемещение
даже отдельных молекул, а значит
изучать процессы обмена веществ.
Можно даже восстановить трехмерную
картину движения точек и снимать
фильмы о жизни клетки в реальном
времени. При этом точки очень ста-
бильны, например, в лимфе мышей они
сохраняются четыре месяца. Похожим
образом выглядит применение точек
для расшифровки ДНК.
С помощью флуоресцентных меток,
прилипающих к опухолевым клеткам,
может быть проведена диагности-
ка рака на ранних стадиях болезни.
Сегодня для этого используются различ-
ные красители, точки же ярче в десятки
раз и стабильнее в сотни. Можно даже
отслеживать перемещение отдельных
раковых клеток и метастазирование
тканей. Квантовые точки смогут надеж-
но контролировать и доставлять лекар-
ства в опухоль, селективно связываясь
с раковыми клетками.
Точки способны сделать заметными
ткани при проведении хирургических
операций или высветить ткани мелких
сосудов при проведении диагностики
на оптическом томографе.
М И Л Л И А Р Д Н О Е Б У Д У Щ Е Е
Изучение квантовых эффектов в полу-
проводниках началось три десятка
лет назад. С тех пор квантовые точки
открыли новую страницу в квантовой
и классической физике, химии, нау-
ках о материалах. Квантовые точки
стали примером передовых нанотех-
По прогнозам экспертов, к 2013 году
объем рынка приборов на квантовых
точках достигнет четверти миллиарда
долларов, основная доля рынка придет-
ся на оптоэлектронные приборы. И это
еще только начало.
Александр Гурьев
Иллюстрации: Dгeamstime
предыдущая страница 60 Что нового в науке и технике 2009 11 читать онлайн следующая страница 62 Что нового в науке и технике 2009 11 читать онлайн Домой Выключить/включить текст