2026年1月11日,從大洋彼岸傳來了一則令人悲痛的消息。備受尊敬的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲得者、美國(guó)哥倫比亞大學(xué)化學(xué)系教授——路易斯·布魯斯(Louis E. Brus)安詳離世,享年82歲。從納晶科技創(chuàng)立伊始,布魯斯教授就一直擔(dān)任納晶科技的科學(xué)顧問,他的離世無疑是我們的巨大損失。

路易斯?布魯斯
路易斯?布魯斯個(gè)人經(jīng)歷
路易斯·布魯斯,1943年出生于美國(guó)俄亥俄州,自高中時(shí)期便對(duì)化學(xué)和物理懷有濃厚興趣,在五金店的兼職經(jīng)歷更是點(diǎn)燃了他對(duì)工具和機(jī)器的熱愛,為日后科研之路埋下伏筆。1965年布魯斯獲萊斯大學(xué)化學(xué)物理學(xué)學(xué)士學(xué)位,1969年獲美國(guó)哥倫比亞大學(xué)化學(xué)物理學(xué)博士學(xué)位。1972年,布魯斯加入貝爾實(shí)驗(yàn)室,這里成為了他后來發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn)的重要場(chǎng)所。上世紀(jì)80年代初,他利用溶液合成方法制備了系列的硫化鎘膠體,首次報(bào)道半導(dǎo)體納米顆粒的量子尺寸效應(yīng)(基于此,這些具有強(qiáng)量子尺寸效應(yīng)的半導(dǎo)體納米晶被稱為量子點(diǎn))。此后十多年里,他放棄了自己的學(xué)術(shù)專長(zhǎng)(精細(xì)光譜學(xué)),轉(zhuǎn)而聚焦于半導(dǎo)體納米晶的合成化學(xué),終于在1990年左右建立了“金屬有機(jī)-配位溶劑-高溫”合成路線、制備出有明顯帶邊激子發(fā)光的硒化鎘半導(dǎo)體納米晶。之后,他的博士后蒙吉·巴文迪(Moungi G. Bawendi)在MIT完善了該路線,制備出一系列尺寸的近單分散硒化鎘量子點(diǎn)。2023年,路易斯·布魯斯與蒙吉·巴文迪、前蘇聯(lián)科學(xué)家阿列克謝·埃基莫夫(Alexei I. Ekimov)一同,因在“發(fā)現(xiàn)和合成量子點(diǎn)”方面作出的杰出貢獻(xiàn), 被授予諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。
發(fā)現(xiàn)量子點(diǎn):奠定膠體量子點(diǎn)的理論基石
路易斯·布魯斯是半導(dǎo)體納米晶體(即量子點(diǎn))的發(fā)現(xiàn)者之一,其研究主要聚焦于納米晶體的合成、表征和應(yīng)用。他堅(jiān)信,量子點(diǎn)是新型電子器件、光電器件和生物傳感器的基礎(chǔ)材料,有望造福于人類。
1980年左右,布魯斯在貝爾實(shí)驗(yàn)室研究硫化鎘膠體粒子,期待這些半導(dǎo)體納米粒子能夠幫助人類制備新一代電子器件和太陽能電池。他敏銳地觀察到,當(dāng)改變硫化鎘膠體顆粒大小時(shí),其帶邊激子吸收隨之變化,導(dǎo)致顏色隨之改變。通過一系列系統(tǒng)研究,布魯斯清晰闡釋了尺寸如何通過量子效應(yīng)調(diào)控光學(xué)性質(zhì),為后續(xù)量子點(diǎn)的應(yīng)用提供了堅(jiān)實(shí)的理論框架。
令人驚訝的是,布魯斯竟是一名色盲患者。這其實(shí)很難想象,一個(gè)研究光的學(xué)者,卻無法分辨顏色。但據(jù)布魯斯的一位學(xué)生透露,布魯斯曾表示:“雖然我看顏色和別人看得不一樣,但波長(zhǎng)會(huì)告訴我理論上的顏色!”上帝給布魯斯關(guān)了一扇眼睛辨色的門,卻為他打開了一扇光譜分析的窗。
打造量子點(diǎn)搖籃:?jiǎn)⒌闲乱淮孔狱c(diǎn)探索者
作為世界上第一位證實(shí)了溶液中自由漂浮粒子的尺寸也具有量子效應(yīng)的科學(xué)家,布魯斯的研究成果不僅打破了傳統(tǒng)認(rèn)知邊界,更激發(fā)了全球科學(xué)家對(duì)納米材料的研究熱情。而后,布魯斯的實(shí)驗(yàn)室,更是成為名副其實(shí)的 “量子點(diǎn)人才搖籃”,孕育出多位推動(dòng)該領(lǐng)域發(fā)展的頂尖學(xué)者。
諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主之一蒙吉·巴文迪,曾在布魯斯團(tuán)隊(duì)開展博士后研究工作。在布魯斯的啟發(fā)與指引下,巴文迪完善了“金屬有機(jī)-配位溶劑-高溫”合成路線,首次合成出一系列不同尺寸的近單分散硒化鎘量子點(diǎn),并利用精細(xì)光譜學(xué)方法系統(tǒng)研究了這一系列量子點(diǎn)尺寸相關(guān)的帶邊激子能級(jí)結(jié)構(gòu)。巴文迪曾盛贊:“布魯斯是我們這個(gè)研究領(lǐng)域的巨人。”
芝加哥大學(xué)現(xiàn)任校長(zhǎng)Paul Alivisatos教授從UC Berkeley獲得博士學(xué)位后,于1986-1988年在布魯斯實(shí)驗(yàn)室從事博士后研究,學(xué)習(xí)量子點(diǎn)的合成與性質(zhì)研究方法。回到UC
Berkeley任教,首次報(bào)道了量子點(diǎn)發(fā)光二極管、量子點(diǎn)太陽能電池、量子點(diǎn)生物標(biāo)記等潛在應(yīng)用。創(chuàng)刊Nano Letters,作為總統(tǒng)顧問制定了全球第一部“納米科學(xué)國(guó)家行動(dòng)計(jì)劃”,逐步成為全球納米科學(xué)的領(lǐng)軍人物。
浙大化學(xué)系彭笑剛教授,其博士后導(dǎo)師為Alivisatos教授。彭笑剛于1999年獨(dú)立建組,摒棄復(fù)雜、高危、昂貴的“金屬有機(jī)-配位溶劑-高溫”合成路線,發(fā)明“綠色有機(jī)溶劑合成路線”,打通量子點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)室到大規(guī)模生產(chǎn)的核心障礙。進(jìn)而建立“量子點(diǎn)激子行為合成控制”范式,推動(dòng)量子點(diǎn)技術(shù)正式邁入產(chǎn)業(yè)化新紀(jì)元。彭笑剛教授認(rèn)為,在過去30年里,布魯斯教授從人格、學(xué)術(shù)、產(chǎn)業(yè)化等方面都對(duì)他影響巨大。
照亮未來:量子點(diǎn)之光薪火相傳
當(dāng)前,量子點(diǎn)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于液晶顯示的背光源中,以其優(yōu)異的色純度和色準(zhǔn)度,被認(rèn)為是迄今為止人類發(fā)現(xiàn)的最優(yōu)秀的顯示發(fā)光材料。從發(fā)展前景來看,量子點(diǎn)的應(yīng)用價(jià)值絕不僅限于顯示領(lǐng)域,其產(chǎn)業(yè)化的邊界正不斷拓寬,蘊(yùn)藏著無限想象空間。正如諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)委員會(huì)所說,量子點(diǎn)合成材料的潛力還遠(yuǎn)未被完全挖掘,量子點(diǎn)在未來可以為量子計(jì)算、柔性電子產(chǎn)品、微小傳感器、更薄的太陽能電池,甚至量子加密通信等領(lǐng)域做出貢獻(xiàn)——因此,我們才剛剛開始探索這些微小粒子的潛力。
最后,謹(jǐn)向?yàn)榱孔狱c(diǎn)領(lǐng)域傾盡心血的先驅(qū)路易斯?布魯斯教授致以崇高敬意。作為行業(yè)前輩,他不僅長(zhǎng)期擔(dān)任納晶科技科學(xué)顧問,更搭建起國(guó)際化的合作與交流平臺(tái)。未來,納晶科技也將繼續(xù)傳承布魯斯的科學(xué)精神,在納米科學(xué)的探索之路上繼續(xù)前行,讓這微小的顆粒綻放更璀璨的光芒!
沉痛悼念并深切緬懷路易斯·布魯斯教授!
感謝他為量子點(diǎn)領(lǐng)域作出的貢獻(xiàn)。