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Le Nobel de Chimie récompense trois scientifiques pour les "points quantiques"

Les lauréats du Prix Nobel de chimie 2023, Moungi Bawendi, Louis Brus et Alexei Ekimov "pour la découverte et la synthèse des points quantiques". [The Royal Swedish Academy of Sciences - Johan Jarnestad]
Le Nobel de Chimie récompense trois scientifiques pour la "boîte quantique" / Le 12h30 / 1 min. / le 4 octobre 2023
Le prix de chimie 2023 est décerné à trois chercheurs basés aux Etats-Unis: Moungi Bawendi, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), Louis Brus de l'Université de Columbia, et Alexei Ekimov qui travaille pour Nanocrystals Technology "pour la découverte et la synthèse des points quantiques".

"La découverte et la synthèse des points quantiques", tel est le nom de l'avancée scientifique mise en lumière cette année par le Nobel de Chimie: une découverte fondamentale en nanotechnologie annonce le jury du Nobel.

Des flacons de laboratoire sont utilisés pour l'explication lors de l'annonce des lauréats du prix Nobel de chimie 2023 à l'Académie royale des sciences de Suède à Stockholm. [AFP - Jonathan Nackstrand]
Des flacons de laboratoire sont utilisés pour l'explication lors de l'annonce des lauréats du prix Nobel de chimie 2023 à l'Académie royale des sciences de Suède à Stockholm. [AFP - Jonathan Nackstrand]

Ici, les lois de la physique quantiques sont utilisées pour changer les propriétés de particules extrêmement petites de manière précise et durable: "leur taille détermine leurs propriétés", selon l'Académie.

Les scientifiques qui se divisent conjointement le prix sont le Français Moungi Bawendi (62 ans), du Massachusetts Institute of Technology, l'Américain Louis Brus (80 ans) de l'Université de Columbia – qui n'a pas pu être atteint par téléphone par l'Académie des Sciences de Suède ce matin – , et le Russe Alexei Ekimov (78 ans) qui travaille pour Nanocrystals Technology.

C'est déjà ce qu'affirmaient, avant l'annonce officielle, le quotidien suédois Dagens Nyheter et le site du magazine scientifique suédois NyTeknik, également repris par la radio publique suédoise SR et le site internet de la télévision publique SVT. Ces médias citaient un communiqué de presse de l'Académie qui n'était pas en ligne sur le site en début de matinée (lire encadré).

De la couleur pour les nanotechnologies

Ces trois chercheurs ont en somme ajouté de la couleur à la nanotechnologie. Ils ont créé des points quantiques, soit des nanocristaux de semi-conducteurs, faisant généralement de 2 à 10 nanomètres: "Ils permettent d'avoir de beaux écrans couleurs LED avec une très bonne définition. C'est l'une des applications avec les lumières LED, les rendant plus similaires à la lumière du soleil, par exemple", a précisé un membre du Comité Nobel pour la Chimie.

>> Comment Moungi Bawendi a produit des points quantiques : 1 – Injecter des substances pouvant former du séléniure de cadmium dans un solvant chaud, avec un gaz stabilisateur dans le bécher. Le volume était suffisant pour saturer le solvant autour de l'aiguille. 2 – De petits cristaux de séléniure de cadmium se sont immédiatement formés, mais comme l'injection a refroidi le solvant, les cristaux ont cessé de se former. 3 – En augmentant la température du solvant, les cristaux ont recommencé à croître. Plus le temps passe, plus les cristaux grossissent et, par conséquent, changent de couleur. [The Royal Swedish Academy of Sciences - Johan Jarnestad]
1 – Injecter des substances pouvant former du séléniure de cadmium dans un solvant chaud, avec un gaz stabilisateur dans le bécher. Le volume était suffisant pour saturer le solvant autour de l'aiguille. 2 – De petits cristaux de séléniure de cadmium se sont immédiatement formés, mais comme l'injection a refroidi le solvant, les cristaux ont cessé de se former. 3 – En augmentant la température du solvant, les cristaux ont recommencé à croître. Plus le temps passe, plus les cristaux grossissent et, par conséquent, changent de couleur. [The Royal Swedish Academy of Sciences - Johan Jarnestad]

Ils peuvent également guider chirurgiennes et chirurgiens lors du retrait des tissus tumoraux, selon le communiqué de l'Académie royale des sciences de Suède: "L'imagerie biomédicale utilise aussi les points quantiques. C'est une étape dans les nanotechnologies: de nouvelles propriétés qui se passent au niveau quantique".

Car c'est en jouant avec la taille de ces nanoparticules que l'on peut obtenir différentes couleurs, ou différentes propriétés, en ajoutant ou en enlevant une ou plusieurs couches d'atomes.

Un point quantique est un cristal souvent constitué de quelques milliers d'atomes. En terme de taille, il a la même relation avec un ballon de football, qu'un ballon de football avec la taille de la Terre.

En terme de taille, un point quantique a la même relation avec un ballon de football, qu'un ballon de football avec la taille de la Terre. [The Royal Swedish Academy of Sciences - Johan Jarnestad]
En terme de taille, un point quantique a la même relation avec un ballon de football, qu'un ballon de football avec la taille de la Terre. [The Royal Swedish Academy of Sciences - Johan Jarnestad]

"Très surpris, ensommeillé, choqué, et très honoré": Moungi Bawendi, joint par téléphone, ne s'attendait pas du tout à recevoir ce Prix: il était "profondément endormi", a-t-il révélé, au moment de l'appel de l'Académie et n'avait pas du tout eu vent de la fuite des noms gagnants de cette année.

Le chimiste Moungi Bawendi, au téléphone, chez lui, après avoir eu connaissance de son Prix Nobel de chimie. Massachusetts, le 4 octobre 2023. [MIT/AFP - Jodi Hilton]
Le chimiste Moungi Bawendi, au téléphone, chez lui, après avoir eu connaissance de son Prix Nobel de chimie. Massachusetts, le 4 octobre 2023. [MIT/AFP - Jodi Hilton]

"C'est un champ d'étude dans lequel beaucoup de personnes ont contribué, je n'ai pas pensé que je pourrais être le gagnant du Prix, car nous avons toujours travaillé à plusieurs", a-t-il aussi dit, visiblement encore surpris par la nouvelle.

La nationalité ne compte pas

Un Russe a été aujourd'hui récompensé et cela a fait surgir la question de la guerre en Ukraine menée par Vladimir Poutine. Hans Ellegren, secrétaire général du Comité Nobel, a expliqué que cela n'avait eu aucun poids dans la décision: "Nous cherchons les découvertes et les personnes qui y ont contribué, la nationalité ne compte pas pour nous. Alfred Nobel disait que c'est la personne qui a le plus mérité qui doit recevoir le Prix".

Il a aussi ajouté qu'il ne sait pas ce qui s'est passé ce matin par rapport à la fuite d'informations, rajoutant que le processus du choix d'un ou d'une vainqueur(e) est très long et que la décision finale n'est faite que lorsque toute l'Académie se réunit, "ce qui s'est fait ce matin". "C'est bien sûr très dommage. Nous regrettons profondément ce qui s'est passé", a-t-il souligné.

Pour les lauréats du millésime 2023, le chèque accompagnant le prix est désormais de onze millions de couronnes, l'équivalent de 900'000 francs, soit la plus haute valeur nominale (dans la devise suédoise) dans l'Histoire plus que centenaire des Nobel.

>> Ecouter les explications de Christophe Galland, physicien au laboratoire de photonique quantique à l'EPFL dans CQFD :

De la couleur ajoutée aux nanotechnologies: de minuscules particules ont des propriétés uniques et diffusent désormais leur lumière depuis les écrans de télévision et les lampes LED. Ils catalysent des réactions chimiques et leur lumière claire peut éclairer le tissu tumoral pour un chirurgien. [The Royal Swedish Academy of Sciences - Johan Jarnestad]The Royal Swedish Academy of Sciences - Johan Jarnestad
Prix Nobel de chimie / CQFD / 11 min. / le 5 octobre 2023

Stéphanie Jaquet et les agences

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Fuites et prédictions

Les noms des prix Nobel de Chimie pourraient avoir été publiés par erreur mercredi quelques heures avant la proclamation officielle des noms des lauréats, affirment plusieurs médias suédois.

Le Prix de Chimie 2023 serait décerné à trois chercheurs basés aux Etats-Unis, disait la fuite: Moungi Bawendi, du Massachusetts Institute of Technology (MIT), Louis Brus de l'Université de Columbia, et Alexei Ekimov qui travaille pour Nanocrystals Technology "pour la découverte et la synthèse de points quantiques", affirmaient le quotidien suédois Dagens Nyheter et le site du magazine scientifique suédois NyTeknik, également repris par la radio publique suédoise SR et le site internet de la télévision publique SVT.

Tous citaient un communiqué de presse de l'Académie qui n'était pas en ligne sur le site en début de matinée: "J'essaie de comprendre ce qui s'est passé. Nous n'avons pas encore pris de décision, donc si un communiqué est sorti, c'est une erreur", a déclaré un expert du comité des Nobel de Chimie à l'Académie, Heiner Linke, au quotidien suédois Dagens Nyheter.

Un événement rare

La fuite des noms des Nobel est rare, les Académies chargées de choisir les lauréates et  lauréats prenant le soin de garder leurs débats secrets. La liste des personnes nominées est également secrète pendant cinquante ans. L'Académie des sciences doit annoncer officiellement les noms des récipiendaires à 11h45 après une réunion et un vote.

"Nous ne savons tout simplement pas ce qui s'est passé, nous devons examiner la chose", a déclaré Eva Nevelius, porte-parole de l'Académie royale des sciences de Suède. "L'Académie royale des sciences de Suède n'a pas encore pris de décision", a-t-elle assuré. "Elle se réunit à 9h30 (donc maintenant) et nous verrons combien de temps cela prendra. Ensuite, nous annoncerons la décision comme d'habitude vers 11h45".

Pour le Nobel de Chimie, le dirigeant de l'institut spécialisé dans la prédiction des Nobel Clarivate, David Pendlebury, prédisait que le séquençage de nouvelle génération de l'ADN aurait pu être récompensé.

Lars Brostrom, de la radio NR, penchait pour le biologiste basé aux Etats-Unis, Omar Yaghi et son travail sur les réseaux métallo-organiques (RMO) et leurs propriétés poreuses permettant d'absorber des gaz dangereux, "un domaine important pour le futur", en particulier pour l'environnement.