Andrey Geim, ahli fisika ilmuwan modern: biografi, prestasi ilmiah, penghargaan lan hadiah

Sir Andrey Konstantinovich Geim minangka anggota penuh Royal Society, pegawe Universitas Manchester lan fisikawan Inggris-Belanda, lair ing Rusia. Bebarengan karo Konstantin Novoselov ing taun 2010 dheweke dianugerahi Hadiah Nobel ing Fisika kanggo karyane ing graphene. Saiki dheweke iku Profesor Regius lan Direktur Pusat Mesonosains lan Nanoteknologi ing Universitas Manchester.

Andrey Geim: Biografi

Dheweke lair tanggal 21.10.58 ing kulawarga Konstantin Alekseyevich Geim lan Nina Nikolaevna Bayer. Wong tuwané iku insinyur Soviet asal Jerman. Miturut Geim, nenek ibune yaiku wong Yahudi, lan dheweke nandhang anti-Semitisme, amarga jenenge kaya Yahudi. Dheweke nduweni sadulur Vladislav. Nalika taun 1965, kulawarganipun pindhah dhateng Nalchik, ing pundi piyambakipun sinau ing sekolah ingkang ngginakaken basa Inggris. Sawise lulus karo penghargaan, dheweke kaping pindho nyoba MEPI, nanging ora ditampa. Banjur ngirim dokumen menyang MIPT, lan wektu iki dheweke bisa nindakake. Miturut dheweke, para murid sinau banget - tekanan banget supaya wong asring nyerbu lan ninggalake sekolah, lan ana sing ngalami depresi, skizofrenia lan bunuh diri.

Karir akademik

Andrei Geim pikantuk gelar diploma ing taun 1982, lan ing taun 1987 piyambakipun dados calon ilmu wonten ing bidang fisika logam ing Institut Fisika Negara Solid Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia ing Chernogolovka. Miturut ilmuwan, ing wektu iku dheweke ora kepengin nguber arah iki, luwih milih fisika partikel dhasar utawa astrofisika, nanging saiki dheweke seneng karo pilihane.

Geim kerja minangka peneliti ing Institut Teknologi Mikroelektronika ing Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, lan wiwit taun 1990 - ing universitas Nottingham (kaping pindho), Bath lan Kopenhagen. Miturut dheweke, ing luar negeri dheweke bisa nindakake riset, lan ora kudu nangani politik, mulane dheweke mutusake ninggalake USSR.

Kerja ing Walanda

Andrei Geim njupuk posisi ing taun 1994, nalika dheweke dadi profesor profesor ing Universitas Nijmegen, ing ngendi dheweke nindakake superkonduktivitas mesoscopic. Banjur dheweke nampa kewarganegaraan Walanda. Salah sawijining murid lulusan yaiku Konstantin Novoselov, sing dadi mitra ilmiah utamane. Nanging, miturut Geim, karir akademiké ing Walanda ora adoh saka awan. Dheweke ditawari profesor ing Nijmegen lan Eindhoven, nanging dheweke ora gelem, amarga dheweke nemokake sistem akademik Belanda uga hirarkis lan kebak politik cilik, iku beda banget karo Inggris, ing ngendi saben karyawan padha karo hak. Ing kuliah Nobel, Heym banjur nyatakake yen kahanan iki minangka surreal, kaya ing njaba universitas, dheweke banget disambut ing ngendi wae, kalebu pengawas lan ilmuwan liyane.

Pindhah menyang Inggris

Ing taun 2001, Heim dadi profesor fisika ing Universitas Manchester, lan ing taun 2002 dheweke diangkat dadi direktur Pusat Manchester kanggo Mesonosains, Nanoteknologi lan Profesor Langworthy. Istri lan pengarang aktingé, Irina Grigorieva uga pindhah menyang Manchester minangka guru. Nuli digabung karo Konstantin Novoselov. Wiwit taun 2007, Geim wis dadi ahli riset senior Dewan Teknik lan Riset Fisik. Ing taun 2010, Universitas Nijmegen njabat dadi profesor bahan-bahan inovatif lan nano-ilmu.

Riset

Geim nemokake cara prasaja kanggo ngisolasi siji lapisan atom grafit, dikenal minangka graphene, kanthi kolaborasi karo para ilmuwan saka Universitas Manchester lan IMT. Ing Oktober 2004 grup iki ngasilake asil karya ing jurnal Science.

Graphene kasusun saka lapisan karbon, sing atom disusun ing wangun hexahedrons rong dimensi. Iku materi sing paling tipis ing donya, lan uga salah sijine sing paling tahan lama lan padhet. Substratio nduweni akeh potensial migunakake, lan minangka alternatif banget kanggo silicon. Miturut Geim, salah sawijining aplikasi pisanan saka graphene bisa dadi pangembangan layar sentuh fleksibel. Dheweke ora paten materi anyar, amarga amarga dheweke butuh ruang lingkup lan partner tartamtu ing industri kasebut.

Ahli fisika nate ngembangake perekat biomimetis, sing dikenal minangka pita gecko amarga kelek tungkake tokek. Pasinaon iki isih ing tahap awal, nanging wis menehi pangarep-arep yen ing mangsa ngarep bakal bisa mendaki langit-langit, kaya Spider-Man.

Ing taun 1997, Geim sinau kemungkinan efek magnetisme ing banyu, sing ndadékaké panemuan sing misuwur saka levitasi banyu sing langsung diamagnetik, sing dadi misuwur amarga demonstrasi katak levitating. Dheweke uga makarya ing superkonduktivitas lan nliti fisika mesoscopic.

Babagan pamilih subyek panalitene, Geim kandha yen dheweke ngremehake pendekatan kasebut nalika akeh wong milih subyek kanggo tesis Ph.D, banjur nerusake topik sing padha nganti pensiun. Sadurunge nampa postingan full-time pisanane, dheweke ngganti subyek limang kali, lan iki mbantu dheweke sinau akeh.

Nalika taun 2001, dheweke dadi co-penulis hamster Tishu sing disenengi.

Sajarah penemuan graphene

Ing salah sawijine musim gugur taun 2002, Andrei Geim gawe spekulasi babagan karbon. Dheweke nganakake bahan bakar mikroskopis lan kepingin weruh yen lapisan paling apik saka materi bisa tumindak ing kondisi eksperimen tartamtu. Grafit, sing arupa film monatomik, minangka calon sing jelas kanggo riset, nanging cara standar kanggo ngisolasi sampel ultrafine bakal panas banget lan ngrusak. Mulane, Geim maringi pidato salah sijine siswa pascasarjana anyar, Da Jiang, supaya bisa nemtokake sampel tipis, paling sithik atusan lapisan atom, polishing grafit grafit siji-inch. Sawetawis sawetara minggu, Jiang nggawa gandum karbon ing sajian Petri. Sawise nyinaoni mikroskop kasebut, Geim ngajak dheweke nyoba maneh. Jiang kandha yen kabeh iki isih ana ing kristal. Ing wektu nalika Geim biasane ngoceh marang dheweke amarga dheweke wis mbusak gunung kasebut kanggo ngasilake wedhi pasir, salah sawijine kanca-kancane sing ana ing sampah bisa ngetokake glepung sing digunakake, ing sisih lempitan sing ditutupi film abu-abu, rada mengkilap grafit.

Ing laboratorium ing saindenging jagad, peneliti nggunakake tape kanggo nguji sifat adol saka conto eksperimen. Lapisan karbon sing nggawe grafit disambungake sacara longgar (wiwit 1564 materi digunakake ing pensil, amarga godhong sing katon jejer ing kertas), supaya scotch gampang misahake timbangan. Heim nempatake sepasang tape perekat ing mikroskop lan nemokake manawa kekandelan grafit kurang saka apa kang katon. Nglempit, meres, lan mecah tape, piyambakipun saged nggayuh lapisan langkung subtle.

Geim kasil ngisolasi sapisanan materi rong dimensi: lapisan monoatomik karbon, sing miturut mikroskop atom katon kaya kisi rata heksagons sing nyerupake honeycombs lebah. Ahli fisika teoretis nyebut grafik kaya mengkene, nanging ora bisa diarani suhu kamar. Padha mikir materi kasebut bakal tiba ing bal mikroskopis. Nanging, Geim weruh yen graphene tetep ana ing salah siji bidang, sing dilapisi karo ripples nalika substansine stabil.

Graphene: sifat apik banget

Andrei Geim mlayu mlayu saka mahasiswa pascasarjana Konstantin Novoselov, lan dheweke wiwit sinau inti anyar patbelas jam saben dina. Ing rong taun sabanjure, dheweke nglakokake eksperimen, sajrone nemokake materi sing apik banget. Amarga saka struktur sing unik, elektron, tanpa ngalami pangaruh lapisan liya, bisa ngubengi grate sing ora kuwat lan ora biasa. Konduktivitas saka graphene yaiku ewu kali tembaga. Wahyu pisanan kanggo Heim minangka observasi "efek lapangan" sing dituturna, dicethakaké ana ing ngarsane medan listrik, sing bisa ngontrol konduktivitas. Efek iki minangka salah sawijining karakteristik silikon sing digunakake ing chip komputer. Iki nuduhake yen graphene bisa diganti, sing manufaktur komputer wis nggolek pirang-pirang taun.

Path menyang pangenalan

Game lan Constantine Novoselov nulis karya telung halaman sing nggambarake panemuane. Iki ditolak kaping pindho dening Nature, siji resensi sing nyatakake yen anané materi rong dimensi stabil ora mungkin, lan sing liya ora bisa ndeleng "kemajuan ilmiah sing cukup". Nanging ing Oktober 2004, artikel sing judulé "Efek sawijining bidang listrik ing film karbon ketebalan atom" diterbitake ing jurnal Science, nggawe kesan gedhe marang para ilmuwan - padha duwe fantasi sadurunge mata banget.

Urip saka panemuan

Laboratorium ing saindenging jagad wis miwiti riset nggunakake teknologi rekaman Heim, lan ilmuwan wis nemtokake sipat liyane saka graphene. Sanajan ana materi sing paling tipis ing alam semesta, iku 150 kali luwih kuwat tinimbang baja. Graphene kaya, karet, lan bisa nganti 120% saka dawa. Thanks kanggo riset dening Philip Kim, lan banjur ilmuwan saka Universitas Columbia, ditemokake manawa materi iki luwih konduktif listrik tinimbang sadurunge. Kim nempatake graphene ing vakum, ing ngendi ora ana materi liyane sing bisa ngendhani gerakan partikel subatom kasebut, lan nuduhake yen "mobilitas" - kecepatan kanthi muatan listrik liwat semikonduktor - 250 kali luwih gedhe tinimbang silikon.

Teknologi Lomba

Ing taun 2010, enem taun sawisé panemuan, sing digawe dening Andrei Geim lan Konstantin Novoselov, dheweke isih nampa Bebungah Nobel. Banjur media sing disebut graphene "materi mujizat," sawijining zat sing "bisa ngganti donya." Peneliti akademik ing bidhang fisika, teknik listrik, kedokteran, kimia, lan liya-liyane. Paten kanggo nggunakake graphene ing baterei, layar fleksibel, sistem desalinasi, baterai surya canggih, mikrokomputer ultrafast sing diterbitake.

Ilmuwan ing China nyiptakake bahan sing paling ringan ing donya - graphene-airgel. 7 kali luwih ènthèng tinimbang udhara - bobot meter kubik mung bobot 160 g. Airgel graphene digawe dening pembekuan gel sing mengandung graphena lan nanotubes.

Ing Universitas Manchester, ing ngendi karya Geim lan Novoselov, pamaréntah Inggris nandur modal $ 60 yuta kanggo nggawe sawijining Institut Graphene Nasional, sing bakal ngidini negara kasebut bisa dadi wong sing nduweni hak paten sing paling apik - Korea, China, lan Amerika Serikat, sing wiwit lomba kanggo nyiptakake sing pisanan Ing donya produk revolusioner adhedhasar materi anyar.

Gelar kehormatan lan penghargaan

Eksperimen karo levitation magnet saka kodhok urip digawa ora persis asil sing dikarepake dening Michael Berry lan Andrei Geim. Hadiah Shnobelev dianugerahake ing taun 2000.

Ing taun 2006, Geim nampa Penghargaan 50 American Scientific.

Ing taun 2007, Institut Fisika dianugrahi penghargaan Mott lan medali. Ing wektu sing padha, Geim kapilih dadi anggota Royal Society.

Geim lan Novoselov gabung karo Eurofizika Award 2008 "kanggo panemuan lan isolasi lapisan karbon monatom lan penentuan sifat elektronik sing luar biasa." Ing taun 2009 dheweke nampa penghargaan saka Kerber.

Penghargaan sabanjure Andrew Geim, dijenengi sawise John Carty, sing dianugerahi dening Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional Amerika Serikat ing taun 2010, diwenehake "kanggo katrangan eksperimental lan riset graphene, wangun karbon rong dimensi."

Uga taun 2010, dheweke nampa salah siji saka enem profesor kehormatan Royal Society lan medali Hughes "kanggo panemuan revolusioner saka graphene lan identifikasi saka sifat-sifat sing luar biasa." Dheweke dianugerahi gelar doktor kehormatan saka Delft Technical University, Sekolah Teknik Tinggi Zurich, universitas Antwerpen lan Manchester.

Ing taun 2010, dheweke dadi Ksatria Ordo Singa Belanda amarga kontribusi marang ilmu pengetahuan Walanda. Ing 2012, kanggo manfaat sadurunge ilmu pengetahuan, Geim diangkat dadi gelar sarjana. Panjenengané kapilih dadi anggota wartawan asing saka Akademi Ilmu Pengetahuan Amerika ing Mei 2012.

Bebungah Nobel

Geim lan Novoselov kanggo inovasi pioneer sing dianugerahi Hadiah Nobel Fisika ing taun 2010. Hearing babagan penghargaan iki, Geim kandha yen dheweke ora bakal bisa nampa taun iki lan ora bakal ngganti rencana langsung babagan iki. Ahli fisika ilmuwan modern nyatakake pangarep-arep yen graphene lan kristal loro-dimensi liyane bakal ngganti urip saben dina manusiawi kaya cara plastik. Penghargaan iki ndadekake dheweke dadi priyayi pisanan sing dadi juara Nobel lan Shnobelev ing wektu sing padha. Kuliah iki dianakaké ing 8 Desember 2010 ing Universitas Stockholm.