Prix ​​Nobel de chimie 2023 pour les découvreurs des points quantiques, qui éclairent la chirurgie du cancer depuis les téléviseurs

Comme l’explique l’Académie royale des sciences de Suède, basée à Stockholm, le trio de chercheurs a réussi à produire des particules si petites que leurs propriétés ne sont pas déterminées par les lois qui régissent la matière ordinaire, mais par des phénomènes quantiques. «Les points quantiques possèdent de nombreuses propriétés fascinantes et inhabituelles. Il est important de noter qu’ils ont des couleurs différentes selon leur taille”, a déclaré Johan Åqvist, président du comité Nobel de chimie.

Les physiciens savaient depuis longtemps que des effets quantiques dépendants de la taille pouvaient théoriquement se produire dans les nanoparticules, mais rares étaient ceux qui croyaient que ces connaissances pouvaient être mises en pratique jusqu’à ce qu’au début des années 1980, Ekimov (Nanocristals Technology, New York) y parvienne dans le verre coloré. La couleur provenait de nanoparticules de chlorure de cuivre et le chercheur a montré que la taille des particules affectait la couleur du verre grâce à des effets quantiques.

Quelques années plus tard, Brus (Université Columbia, New York) fut le premier scientifique au monde à démontrer des effets quantiques dépendants de la taille dans des particules flottant librement dans un fluide. Et en 1993, Bawendi (Massachusetts Institute of Technology-MIT) a révolutionné la production chimique de points quantiques, aboutissant à des particules presque parfaites. Cette haute qualité était nécessaire pour pouvoir être utilisés dans des applications.

Communication quantique

Les points quantiques éclairent désormais les technologies que nous connaissons tous, des moniteurs d’ordinateur aux écrans de télévision basés sur la technologie QLED. Ils ajoutent également des nuances à la lumière de certaines lampes LED. Dans les laboratoires, les biochimistes et les médecins les utilisent pour cartographier les tissus biologiques.

Et ses applications ne s’arrêtent pas là. Les chercheurs pensent qu’à l’avenir, ils pourraient contribuer à une électronique flexible, à de minuscules capteurs, à des cellules solaires plus fines et à une communication quantique cryptée. Nous venons donc tout juste de commencer à explorer le potentiel de ces minuscules particules. Par conséquent, comme l’a exprimé l’Académie, « les points quantiques apportent le plus grand bénéfice à l’humanité ».

Bawendi, qui a avoué s’être senti “très surpris, somnolent, choqué et très honoré” d’avoir reçu le Nobel, a souligné que “nous commençons encore à voir les applications” de cette technologie, un domaine “dans lequel beaucoup de travail a été fait.”les gens” depuis le début. “J’ai hâte de voir comment la communauté scientifique découvrira de nouvelles applications à l’avenir”, a-t-il déclaré.

Ferry Prins, chercheur à l’Institut de physique de la matière condensée (Ifimac) de l’Université autonome de Madrid, considère Bawendi comme son « grand-père académique », puisqu’il a collaboré avec ses étudiants du MIT. Il dit avoir « démocratisé » ce domaine en développant des méthodes permettant à chacun de travailler avec des points quantiques. Certaines de ses réalisations les plus marquantes sont “les téléviseurs de dernière génération que l’on peut acheter en magasin, qui utilisent ce type de matériaux pour avoir des couleurs plus pures”. Les bleus sont plus bleus, les verts plus verts, les rouges plus rouges… les images sont plus définies”, décrit-il à ce journal.

Retirer une tumeur

Laura Lechuga, scientifique du CSIC à l’Institut catalan de nanosciences et nanotechnologies, considère ce prix comme “un grand succès” et, avec le prix Nobel de médecine pour l’ARN messager, une reconnaissance de la nanotechnologie. Le chercheur connaît en détail l’utilisation des points quantiques pour la détection précoce du cancer. “Grâce à leurs propriétés extraordinaires et à leur grande fluorescence, ils peuvent nous permettre de voir même lorsqu’il n’y a qu’une ou très peu de cellules tumorales, ce qui permet aux chirurgiens d’éliminer plus facilement le cancer à un stade précoce, avec tous les avantages que cela comporte. “, explique-t-il à ABC. .

Les points quantiques « font partie de la liste des prix Nobel depuis un certain temps ; La question était de savoir à qui ils allaient le donner et ils ont reconnu les pionniers. La sélection a été très réussie”, déclare par téléphone Luis Liz Marzán, professeur Ikerbasque au CIC biomaGUNE et professeur à l’Université de Vigo. Selon lui, le prix peut promouvoir la recherche dans ce domaine et le développement de ses applications. « Il existe déjà sur le marché des téléviseurs qui présentent des pics d’émission de fluorescence très bien définis, ce qui leur permet d’avoir une très bonne définition des couleurs et des images par rapport aux matériaux utilisés auparavant. Mais un domaine où il pourrait y avoir des applications plus intéressantes est celui du stockage et, surtout, de la transmission d’informations”, souligne-t-il.

De même, Liz Marzán souligne l’utilisation de points quantiques dans l’imagerie biomédicale : « Ces particules peuvent être liées à des anticorps, introduites dans le patient et vues comment elles s’accumulent sélectivement dans la zone où la maladie est présente. Et par émission de lumière, reconnaissez l’emplacement d’une tumeur. De plus, il existe la possibilité de « fixer des médicaments à la surface des particules » afin qu’ils aient une action thérapeutique.

L’année dernière, le prix Nobel de chimie a été décerné aux chercheurs Barry Sharpless, Morten Meldal et Carolyn Bertozzi, créateurs de la « chimie du clic », qui permet de « coller » de simples blocs moléculaires ensemble comme s’il s’agissait d’un jeu de Lego pour créer d’autres, plus complexes. De cette manière, on obtient des matériaux présentant les propriétés souhaitées, telles que la conductivité électrique ou l’antibactérien. Cette technique a même été utilisée sur des cellules vivantes et a permis le développement d’un médicament qui pourrait empêcher la propagation du cancer.

Le prix Nobel de chimie a été annoncé, comme d’habitude, un jour après celui de physique. Mardi, l’Académie suédoise a récompensé les physiciens Pierre Agostini, Anne L’Huillier et Ferenc Krausz pour la création d’une technique utilisant des impulsions lumineuses capables de voir le mouvement des électrons à l’intérieur des atomes en attosecondes, un intervalle de temps équivalent à un billionième de deuxième. Il s’agit de l’échelle de temps la plus courte capturée par les humains.

Lundi, la biochimiste hongroise Katalin Karikó et l’immunologiste américain Drew Weissman, pionniers des vaccins à ARN messager qui ont ouvert la voie aux vaccins contre le Covid-19, ont reçu le prix Nobel de médecine 2023.

Le prix de chimie sera suivi des très attendus prix de Littérature et de Paix, qui seront annoncés respectivement jeudi et vendredi.

Les gagnants recevront le prix, qui comprend une médaille et 1 million de dollars, des mains du roi de Suède Carl XVI Gustave à Stockholm le 10 décembre, jour anniversaire de la mort d’Alfred Nobel.