Prix Nobel de chimie 2023 : vous avez peut-être sans le savoir l’invention récompensée dans votre salon

PRIX NOBEL - Le prix Nobel de chimie 2023 a été décerné ce mercredi 4 octobre. Les lauréats sont un trio composé de Moungi Bawendi (France), Louis Brus (États-Unis) et Alexei Ekimov (Russie), travaillant tous trois aux États-Unis sur des nanoparticules nommées points quantiques. « Les lauréats du prix Nobel de chimie 2023 ont réussi à produire des particules si petites que leurs propriétés sont déterminées par des phénomènes quantiques », a indiqué l’Académie dans un communiqué.

Concrètement et de manière simple, les points quantiques constituent de très petits composants, assimilables à de la nanotechnologie, qui diffusent la lumière de certains téléviseurs et des LED. Ils peuvent également guider les chirurgiens lorsqu’ils retirent des tissus tumoraux.

Mais rentrons dans le détail pour décortiquer ces éléments appartenant au monde de l’infiniment petit.

Les points quantiques, aussi appelés boîtes quantiques, sont des nanocristaux de semi-conducteurs, mesurant généralement de 2 à 10 nanomètres de diamètre. Ce sont de minuscules particules qui, lorsqu’elles reçoivent de l’énergie, émettent des longueurs d’onde de lumière spécifiques. Si bien que des points quantiques de tailles différentes émettent des longueurs d’onde différentes.

De manière plus concrète, « certains points émettent une lumière rouge, d’autres verte, et d’autres encore, bleue », résume le site spécialisé en technologie Cnetfrance.fr. Tout est lié au diamètre de la particule. Avec un diamètre de 2 nanomètres, sa lumière émise sera par exemple bleue, alors qu’elle sera rouge avec un diamètre de 6 nanomètres.

Téléviseurs, panneaux solaires et médecine

Ces points quantiques ont déjà intégré notre quotidien. On les retrouve par exemple dans les QLED, la dernière génération d’écrans de télévision. Ils permettent « d’améliorer la résolution de l’écran et de conserver plus longtemps la qualité de la couleur », explique à l’AFP Cyril Aymonier, directeur de l’Institut de chimie de la matière condensée de Bordeaux.

Seul problème, « beaucoup de points quantiques utilisés aujourd’hui sont faits à base de cadmium », un métal lourd toxique reconnu cancérigène, souligne ce chercheur CNRS dont le laboratoire travaille sur des points quantiques à base de « nouveaux éléments non toxiques ».

En médecine, les points quantiques sont utiles aux diagnostics par imagerie. En fonction de leur taille, la couleur change pour marquer par exemple « la vascularisation d’une tumeur » cancéreuse, a précisé le Pr Aqvist.

À l’avenir, la recherche promet d’autres applications, à commencer par des panneaux solaires plus efficaces et moins coûteux. « Actuellement, les panneaux photovoltaïques n’absorbent qu’une partie du rayonnement solaire. Mais à partir de ces nanocristaux, on pourrait espérer développer des panneaux solaires qui absorbent l’ensemble du spectre lumineux », développe Cyril Aymonier.

D’autres applications sont espérées pour les ordinateurs quantiques, aux capacités de calcul gigantesques, ou encore les communications quantiques ultra-sécurisées. Et dans le futur, on pourrait voir encore plus loin, façon Minority Report. Les points quantiques servent actuellement à développer des nouveaux types d’écran souples, où ils pourraient émettre eux-mêmes de la lumière. Ce qui « pourrait ouvrir la voie à un monde de science-fiction où des écrans peu coûteux seraient installés sur tout, des lunettes aux pare-brise en passant par les fenêtres », anticipe Cnetfrance.fr...

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