Сэр Андрей Константинович Гейм – Королдук Коомдун мүчөсү, Манчестер университетинин мүчөсү жана теги орусиялык британ-голландиялык физик. Константин Новоселов менен бирге графен боюнча эмгеги үчүн 2010-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгына татыган. Учурда ал Реджиус профессору жана Манчестер университетинин мезо-илим жана нанотехнологиялар борборунун директору.
Андрей Гейм: өмүр баян
21.10.58де Константин Алексеевич Гейм менен Нина Николаевна Байердин үй-бүлөсүндө туулган. Анын ата-энеси немис тектүү советтик инженерлер болгон. Геймдин айтымында, анын апасынын чоң энеси еврей болгон жана фамилиясы еврейдикине окшош болгондуктан, антисемитизмден жапа чеккен. Оюндун бир тууганы Владислав бар. 1965-жылы анын үй-бүлөсү Нальчикке көчүп келип, англис тили боюнча адистешкен мектепте окуган. Мектепти артыкчылык диплому менен аяктагандан кийин, ал эки жолу MEPhIге кирүүгө аракет кылган, бирок кабыл алынган эмес. Анан Москванын физика-техникалык институтуна тапшырып, бул жолу да тапшырууга жетишти. Анын айтымындаАнын айтымында, студенттер абдан катуу окушкан – басым ушунчалык күчтүү болгондуктан, адамдар көп учурда окуусун таштап, таштап кетишчү, ал эми кээ бирлери депрессияга, шизофренияга жана өзүн-өзү өлтүрүүгө дуушар болушкан.
Академиялык карьера
Андрей Гейм 1982-жылы дипломун алып, 1987-жылы Черноголовкадагы Россия Илимдер академиясынын Катуу денелер физикасы институтунда металл физикасы боюнча докторлук даражасын алган. Окумуштуунун айтымында, ал кезде ал бул багытты карманууну каалабай, элементардык бөлүкчөлөр физикасын же астрофизикага артыкчылык берчү, бирок бүгүн ал өз тандоосуна канааттанган.
Game Россия Илимдер Академиясынын Микроэлектроника Технология институтунда, 1990-жылдан Ноттингем (эки жолу), Бат жана Копенгаген университеттеринде илимий кызматкер болуп иштеген. Анын айтымында, ал саясат менен алек болбостон, чет өлкөдө изилдөө жүргүзө алган, ошондуктан СССРден кетүүнү чечкен.
Нидерландыда иштөө
Андрей Гейм өзүнүн биринчи штаттык кызматын 1994-жылы Ниймеген университетинде ассистент болуп, мезоскопиялык супер өткөргүчтүктү изилдегенден кийин ээлеген. Кийинчерээк Голландиянын жарандыгын алган. Анын аспиранттарынын бири Константин Новоселов болгон, ал анын негизги илимий өнөктөшү болгон. Бирок, Геймдин айтымында, анын Нидерландиядагы академиялык карьерасы кызгылт эмес. Ага Ниймегенде жана Эйндховенде профессорлук сунуш кылышкан, бирок ал Голландиянын академиялык системасын өтө иерархиялык жана майда саясатка толгон деп эсептегендиктен, андан баш тартты, ал ар бир кызматкердин укуктары бирдей болгон британдыкынан таптакыр айырмаланат. Кийинчерээк өзүнүн Нобель лекциясында Гэм бул жагдай бир аз сюрреализм экенин айтты, анткени университеттин сыртында аны бардык жерде, анын ичинде жетекчиси жана башка илимпоздор жылуу тосуп алышкан.
Улуу Британияга көчүү
2001-жылы Гэм Манчестер университетинин физика профессору болуп, 2002-жылы Манчестердин мезо-илим жана нанотехнологиялар борборунун директору жана профессор Лангворти болуп дайындалган. Анын жубайы жана көптөн бери кызматташкан Ирина Григорьева да Манчестерге мугалим болуп көчүп кетишкен. Кийинчерээк аларга Константин Новоселов кошулган. 2007-жылдан бери Гэй Инженердик жана физикалык илим изилдөө кеңешинин улук кызматкери. 2010-жылы Ниймеген университети аны инновациялык материалдар жана нано илим профессору кылып дайындаган.
Изилдөө
Game Манчестер университетинин жана IMT илимпоздору менен биргеликте графит атомдорунун бир катмарын изоляциялоонун жөнөкөй жолун тапты. 2004-жылдын октябрында топ өз жыйынтыктарын Science журналында жарыялаган.
Графен көмүртек катмарынан турат, анын атомдору эки өлчөмдүү алты бурчтук түрүндө жайгашкан. Бул дүйнөдөгү эң ичке материал, ошондой эле эң күчтүү жана эң катуу материалдын бири. Заттын көптөгөн потенциалдуу колдонулушу бар жана кремнийге эң сонун альтернатива болуп саналат. Графенди биринчи колдонуунун бири ийкемдүү сенсордук экрандарды иштеп чыгуу болушу мүмкүн, деди Гейм. Ал жаңы материалды патенттеген эмес, анткени ал белгилүү бир нерсени талап кылаттармак жана өнөктөш.
Физик геккондун буту-колунун жабышчаактыгынан улам геккон лентасы деп аталып калган биомиметикалык клей иштеп жаткан. Бул изилдөөлөр дагы эле баштапкы этапта, бирок келечекте адамдар жөргөмүш адам сыяктуу шыптарга чыга алат деген үмүттү жаратат.
1997-жылы Game магнетизмдин сууга тийгизген таасирин изилдеген, бул суунун түз диамагниттик левитациясынын атактуу ачылышына алып келген, ал левитациялоочу баканын демонстрациясынан улам кеңири белгилүү болгон. Ал ошондой эле өтө өткөргүчтүк жана мезоскопиялык физика боюнча иштеген.
Изилдөө үчүн предметтерди тандоодо, Гэйм ал көпчүлүктүн докторлук даражасы үчүн предметти тандап, анан пенсияга чыкканга чейин ошол эле предметти улантуу ыкмасын жек көрө турганын айтты. Ал биринчи толук убакыттагы кызматка келгенге чейин, ал беш жолу темасын өзгөрткөн жана бул ага көп нерсени үйрөнүүгө жардам берген.
2001-жылы чыккан гезитте ал өзүнүн сүйүктүү хомякты Тишанын авторлош катары атын жазган.
Графендин ачылыш тарыхы
2002-жылы күздүн бир күнү кечинде Андрей Гейм көмүртек жөнүндө ойлонуп жүргөн. Ал микроскопиялык жактан жука материалдарга адистешкен жана белгилүү бир эксперименттик шарттарда заттын эң ичке катмарлары кандай иш кыла аларына кызыккан. Монатомдук пленкалардан турган графит изилдөө үчүн ачык талапкер болгон, бирок ультра жука үлгүлөрдү изоляциялоонун стандарттуу ыкмалары ысып кетип, аны жок кылат. Ошентип, оюн жаңы аспиранттардын бири Да Цзянга дайындалды.бир дюймдук графит кристалын жылтыратып, мүмкүн болушунча жука үлгүнү, атүгүл бир нече жүз катмар атомдорду алууга аракет кылыңыз. Бир нече жумадан кийин Цзян Петри табагында көмүртектин данын алып келди. Аны микроскоп менен карап чыккандан кийин, Гэй андан дагы бир жолу аракет кылуусун суранды. Цзян бул кристаллдан калган нерсе экенин айтты. Оюн тамашалап аны кумдун данын алуу үчүн тоону аарчыды деп жемелеп жатканда, анын улууларынын бири таштанды кутусунан жабышчаак жагы боз, бир аз жалтылдаган графит калдыктары менен капталган колдонулган скотчтун үйүлгөнүн көрдү.
Дүйнө жүзүндөгү лабораторияларда изилдөөчүлөр эксперименталдык үлгүлөрдүн жабышчаак касиеттерин текшерүү үчүн тасманы колдонушат. Графитти түзгөн көмүртек катмарлары эркин бириктирилген (1564-жылдан бери материал карандаштарда колдонулуп келет, анткени ал кагазда көзгө көрүнгөн из калтырат), жабышчаак лента таразаны оңой ажыратат. Game микроскоптун астына скотчтун бир бөлүгүн коюп, графиттин калыңдыгы буга чейин көргөндөрүнөн ичке экенин аныктады. Тасманы бүктөп, кысып, ажыратып, ал андан да жука катмарларга жетишти.
Оюн биринчи жолу эки өлчөмдүү материалды изоляциялоого жетишти: атомдук микроскоптун астында алты бурчтуктардын жалпак торчосуна окшош көмүртектин бир атомдук катмары балдын уюгун элестетет. Теориялык физиктер мындай затты графен деп аташкан, бирок алар аны бөлмө температурасында алууга болот деп ойлошкон эмес. Аларга бул материал микроскопиялык топторго ыдырай тургандай сезилди. Анын ордуна, Оюн графен биринде калганын көрдүзат турукташканда быдырылдаган учак.
Графен: көрүнүктүү касиеттери
Андрей Гэйм аспирант Константин Новоселовдон жардам сурап, алар күнүнө он төрт сааттан жаңы затты изилдей башташкан. Кийинки эки жылдын ичинде алар бир катар эксперименттерди жургузушту, анын жүрүшүндө материалдын укмуштуудай касиеттерин ачышты. Өзүнүн уникалдуу түзүлүшүнөн улам электрондор башка катмарлардын таасири жок эле тор аркылуу тоскоолдуксуз жана адаттан тыш ылдам кыймылдай алат. Графендин өткөргүчтүгү жездикинен миң эсе чоң. Оюндун биринчи ачылышы өткөргүчтү башкарууга мүмкүндүк берүүчү электр талаасынын катышуусунда пайда болгон айкын “талаа эффектинин” байкалышы болду. Бул эффект компьютер микросхемаларында колдонулган кремнийдин аныктоочу мүнөздөмөлөрүнүн бири. Бул графен компьютер өндүрүүчүлөр көп жылдар бою издеп келген алмаштыруучу болоорун көрсөтүп турат.
Таанылууга карай жол
Game жана Константин Новоселов үч барактан турган кагазды өздөрүнүн ачылыштарын сүрөттөгөн. Табият аны эки жолу четке каккан, бир рецензент туруктуу эки өлчөмдүү материалды бөлүп алуу мүмкүн эмес деп айтса, экинчиси андагы "жетиштүү илимий прогрессти" көрбөй койгон. Бирок 2004-жылдын октябрында Science журналында "Электр талаасынын атомдук жактан калың көмүр пленкаларындагы эффектиси" деген макала жарык көргөн жана илимпоздорго чоң таасир калтырган - алардын көз алдында фантазия чындыкка айланган.
Ачылыштардын көчкүсү
Дүйнө жүзүндөгү лабораториялар Геймдин скотч техникасын колдонуу менен изилдөөлөрдү баштады жана окумуштуулар графендин башка касиеттерин аныкташты. Ааламдагы эң жука материал болгонуна карабастан, болоттон 150 эсе бекем болгон. Графен резина сыяктуу ийкемдүү жана анын узундугунун 120% га чейин созулушу мүмкүн экенин далилдеди. Филипп Кимдин, андан кийин Колумбия университетинин илимпоздорунун изилдөөлөрүнүн аркасында бул материал мурда табылгандан да көбүрөөк электр өткөргүч экени аныкталган. Ким графенди башка эч бир материал анын субатомдук бөлүкчөлөрүнүн кыймылын жайлата албаган вакуумга салып, анын "мобилдүүлүккө" ээ экенин көрсөттү - электр зарядынын жарым өткөргүч аркылуу өтүү ылдамдыгы - кремнийден 250 эсе тез.
Техникалык жарыш
2010-жылы, Андрей Гейм менен Константин Новоселов ачкандан алты жыл өткөндөн кийин, аларга Нобель сыйлыгы ыйгарылган. Ошол кезде ММКлар графенди "керемет материал", "дүйнөнү өзгөртө ала турган" зат деп аташкан. Ага физика, электротехника, медицина, химия ж.б. тармактардагы академиялык изилдөөчүлөр кайрылышкан. Батареяларда, ийкемдүү экрандарда, сууну тузсуздандыруу системаларында, алдыңкы күн батареяларында, ультра ылдам микрокомпьютерлерде графенди колдонуу үчүн патенттер берилген.
Кытайдын окумуштуулары дүйнөдөгү эң жеңил материал – графен аэрогелин түзүштү. Ал абадан 7 эсе жеңил – бир куб метр заттын салмагы болгону 160 г. Графен аэрогели графен жана нанотүтүктөрдү камтыган гелди тоңдуруу жолу менен түзүлөт.
Манчестер университетине,Гэйм жана Новоселов иштеген жерде британ өкмөтү анын базасында Улуттук Графен институтун түзүү үчүн 60 миллион доллар инвестициялады, бул өлкөгө дүйнөдөгү эң мыкты патент ээлери – Корея, Кытай жана АКШ менен тең болууга мүмкүндүк берет. жаңы материалдын негизинде дүйнөдөгү биринчи революциялык өнүмдөрдү жаратуу үчүн жарышыңыз.
Ардактуу наамдар жана сыйлыктар
Тирүү баканын магниттик левитациясы менен жасалган эксперимент Майкл Берри менен Андрей Гэйм күткөндөй натыйжа берген жок. Ig Нобель сыйлыгы аларга 2000-жылы ыйгарылган
2006-жылы Оюн Scientific American 50 сыйлыгын алган.
2007-жылы Физика институту аны Мотт сыйлыгы жана медалы менен сыйлаган. Ошол эле учурда Гэйм Королдук Коомдун мүчөсү болуп шайланган.
Game жана Новоселов 2008-жылдагы Еврофизика сыйлыгын "көмүртектин бир атомдук катмарын тапкандыгы жана изоляциялаганы жана анын көрүнүктүү электрондук касиеттерин аныктагандыгы үчүн" бөлүшүшкөн. 2009-жылы ал Кербер сыйлыгын алган.
2010-жылы АКШнын Улуттук илимдер академиясынын Андре Гейм Джон Карти сыйлыгы "көмүртектин эки өлчөмдүү түрү болгон графенди эксперименталдык түрдө ишке ашырганы жана изилдегени үчүн" ыйгарылды.
Ошондой эле 2010-жылы ал Королдук Коомдун алты ардактуу профессордук наамынын бирин жана "графенди жана анын кереметтүү касиеттерин революциялык ачкандыгы үчүн" Хьюз медалын алган. Геймге Делфт технологиялык университетинин, ETH Zurich университетинин ардактуу докторлору наамы ыйгарылдыАнтверпен жана Манчестер.
2010-жылы Голландиянын илимине кошкон салымы үчүн Нидерланд Арстаны ордени менен сыйланган. 2012-жылы илимге көрсөткөн кызматы үчүн Оюн бакалавр рыцарларына көтөрүлгөн. Ал 2012-жылдын май айында Америка Кошмо Штаттарынын Илимдер академиясынын чет өлкөлүк мүчө-корреспонденти болуп шайланган
Нобель сыйлыгынын лауреаты
Game жана Новоселов 2010-жылы физика боюнча Нобель сыйлыгына графен боюнча пионердик эмгектери үчүн ыйгарылган. Сыйлык жөнүндө уккан Гэйм бул жылы сыйлык алат деп күтпөгөнүн жана жакынкы пландарын өзгөртүүнү пландабаганын айтты. Заманбап физик графен жана башка эки өлчөмдүү кристаллдар адамзаттын күнүмдүк жашоосун пластик сыяктуу өзгөртөт деген үмүтүн билдирди. Сыйлык аны бир эле учурда Нобель сыйлыгын жана Ig Нобел сыйлыгын алган биринчи адам кылды. Лекция 2010-жылдын 8-декабрында Стокгольм университетинде өттү.
