Sir Andrey Konstantinovich Geim ay isang Fellow ng Royal Society, fellow ng University of Manchester at isang British-Dutch physicist na ipinanganak sa Russia. Kasama si Konstantin Novoselov, ginawaran siya ng Nobel Prize sa Physics noong 2010 para sa kanyang trabaho sa graphene. Siya ay kasalukuyang Regius Professor at Direktor ng Center for Meso-Science and Nanotechnology sa University of Manchester.
Andrey Geim: talambuhay
Ipinanganak noong 10/21/58 sa pamilya nina Konstantin Alekseevich Geim at Nina Nikolaevna Bayer. Ang kanyang mga magulang ay mga inhinyero ng Sobyet na nagmula sa Aleman. Ayon kay Geim, ang lola ng kanyang ina ay Hudyo at nagdusa siya ng anti-Semitism dahil ang kanyang apelyido ay tunog Hudyo. Ang laro ay may kapatid na si Vladislav. Noong 1965 lumipat ang kanyang pamilya sa Nalchik, kung saan nag-aral siya sa isang paaralang nag-specialize sa Ingles. Matapos makapagtapos ng may karangalan, dalawang beses niyang sinubukang makapasok sa MEPhI, ngunit hindi tinanggap. Pagkatapos ay nag-aplay siya sa Moscow Institute of Physics and Technology, at sa pagkakataong ito ay nakapasok siya. Ayon sa kanyaAyon sa kanya, nag-aral ng mabuti ang mga estudyante - napakalakas ng pressure kaya madalas ang mga tao ay nasisira at iniwan ang kanilang pag-aaral, at ang ilan ay nauwi sa depression, schizophrenia at pagpapakamatay.
Academic career
Natanggap ni Andrey Geim ang kanyang diploma noong 1982, at noong 1987 ay naging PhD siya sa metal physics sa Institute of Solid State Physics ng Russian Academy of Sciences sa Chernogolovka. Ayon sa scientist, noong panahong iyon ay ayaw niyang ituloy ang direksyong ito, mas gusto niya ang elementary particle physics o astrophysics, ngunit ngayon ay kuntento na siya sa kanyang pinili.
Ang laro ay nagtrabaho bilang isang mananaliksik sa Institute of Microelectronics Technology sa Russian Academy of Sciences, at mula noong 1990 sa Unibersidad ng Nottingham (dalawang beses), Bath at Copenhagen. Ayon sa kanya, kaya niyang magsaliksik sa ibang bansa, at hindi humarap sa pulitika, kaya naman nagpasya siyang umalis sa USSR.
Nagtatrabaho sa Netherlands
Nakuha ni Andrey Geim ang kanyang unang full-time na posisyon noong 1994, nang siya ay naging assistant professor sa University of Nijmegen, kung saan nag-aral siya ng mesoscopic superconductivity. Kalaunan ay tumanggap siya ng pagkamamamayang Dutch. Ang isa sa kanyang nagtapos na mga mag-aaral ay si Konstantin Novoselov, na naging pangunahing kasosyo sa pananaliksik. Gayunpaman, ayon kay Geim, ang kanyang karera sa akademya sa Netherlands ay malayo sa rosy. Inalok siya ng mga propesor sa Nijmegen at Eindhoven, ngunit tinanggihan niya ito dahil nakita niyang ang Dutch academic system ay masyadong hierarchical at puno ng petty politicking, ito ay ganap na naiiba mula sa British, kung saan ang bawat empleyado ay pantay-pantay sa mga karapatan. Sa kanyang Nobel lecture, sinabi ni Game kalaunan na ang sitwasyong ito ay medyo surreal, dahil sa labas ng pader ng unibersidad ay mainit siyang tinanggap sa lahat ng dako, kasama ang kanyang superbisor at iba pang mga siyentipiko.
Paglipat sa UK
Noong 2001, ang Game ay naging Propesor ng Physics sa Unibersidad ng Manchester, at noong 2002 ay hinirang na Direktor ng Manchester Center para sa Meso-Science at Nanotechnology at Professor Langworthy. Ang kanyang asawa at matagal nang nakikipagtulungan na si Irina Grigorieva ay lumipat din sa Manchester bilang isang guro. Nang maglaon ay sumali sa kanila si Konstantin Novoselov. Mula noong 2007, si Game ay naging Senior Fellow sa Engineering at Physical Science Research Council. Noong 2010, hinirang siya ng Unibersidad ng Nijmegen na Propesor ng Mga Makabagong Materyal at Nanoscience.
Pananaliksik
Nakahanap ang Game ng isang simpleng paraan upang ihiwalay ang isang layer ng graphite atoms, na kilala bilang graphene, sa pakikipagtulungan ng mga siyentipiko mula sa University of Manchester at IMT. Noong Oktubre 2004, inilathala ng grupo ang kanilang mga natuklasan sa journal Science.
Ang
Grapene ay binubuo ng isang layer ng carbon, na ang mga atom ay nakaayos sa anyo ng mga two-dimensional na hexagon. Ito ang pinakamanipis na materyal sa mundo, pati na rin ang isa sa pinakamatibay at pinakamahirap. Ang sangkap ay may maraming potensyal na paggamit at isang mahusay na alternatibo sa silikon. Ang isa sa mga unang gamit para sa graphene ay maaaring ang pagbuo ng mga flexible touchscreens, sabi ni Geim. Hindi niya pinatent ang bagong materyal dahil mangangailangan ito ng tiyaksaklaw at kasosyo sa industriya.
Ang physicist ay gumagawa ng biomimetic adhesive na naging kilala bilang gecko tape dahil sa lagkit ng mga paa ng tuko. Ang mga pag-aaral na ito ay nasa maagang yugto pa lamang, ngunit nagbibigay na ng pag-asa na sa hinaharap ay makakaakyat ang mga tao sa mga kisame tulad ng Spider-Man.
Noong 1997, pinag-aralan ng Game ang mga epekto ng magnetism sa tubig, na humantong sa sikat na pagtuklas ng direktang diamagnetic levitation ng tubig, na naging malawak na kilala dahil sa pagpapakita ng isang lumulutang na palaka. Nagtrabaho rin siya sa superconductivity at mesoscopic physics.
Sa pagpili ng mga paksa para sa kanyang pananaliksik, sinabi ni Game na hinahamak niya ang diskarte ng marami sa pagpili ng isang paksa para sa kanilang Ph. D. at pagkatapos ay ipagpatuloy ang parehong paksa hanggang sa pagreretiro. Bago niya makuha ang kanyang unang full-time na posisyon, limang beses niyang binago ang kanyang paksa at nakatulong ito sa kanya ng marami.
Sa isang papel noong 2001, pinangalanan niya ang kanyang pinakamamahal na hamster na Tisha bilang co-author.
Kasaysayan ng pagkatuklas ng graphene
Isang gabi ng taglagas noong 2002, iniisip ni Andrey Geim ang tungkol sa carbon. Nagdadalubhasa siya sa microscopically thin material at nagtaka kung paano kumilos ang pinakamanipis na layer ng matter sa ilalim ng ilang mga eksperimentong kondisyon. Ang graphite, na binubuo ng mga monatomic na pelikula, ay isang halatang kandidato para sa pagsasaliksik, ngunit ang mga karaniwang pamamaraan para sa paghihiwalay ng mga ultrathin na sample ay magpapainit at masisira ito. Inatasan ni So Game ang isa sa mga bagong mag-aaral na nagtapos, si Da Jiang,subukang makakuha ng kasing manipis na sample hangga't maaari, kahit ilang daang patong ng mga atomo, sa pamamagitan ng pagpapakintab ng isang graphite na kristal na isang pulgada ang laki. Pagkalipas ng ilang linggo, nagdala si Jiang ng butil ng carbon sa isang petri dish. Matapos suriin ito sa ilalim ng mikroskopyo, hiniling sa kanya ni Game na subukang muli. Sinabi ni Jiang na ito na lamang ang natitira sa kristal. Habang pabirong sinisiraan siya ni Game dahil sa pagpunas sa isang bundok para makakuha ng butil ng buhangin, nakita ng isa sa kanyang mga nakatatanda ang mga kumpol ng ginamit na tape sa basurahan, na ang malagkit na bahagi nito ay natatakpan ng kulay abo, bahagyang makintab na pelikula ng nalalabi ng grapayt.
Sa mga lab sa buong mundo, gumagamit ang mga mananaliksik ng tape upang subukan ang mga katangian ng pandikit ng mga eksperimentong sample. Ang mga layer ng carbon na bumubuo sa graphite ay maluwag na nakagapos (mula noong 1564, ang materyal ay ginamit sa mga lapis, dahil nag-iiwan ito ng nakikitang marka sa papel), upang ang malagkit na tape ay madaling maghihiwalay sa mga kaliskis. Naglagay si Game ng isang piraso ng duct tape sa ilalim ng mikroskopyo at nalaman na ang kapal ng graphite ay mas manipis kaysa sa nakita niya sa ngayon. Sa pamamagitan ng pagtiklop, pagpisil at paghihiwalay ng tape, nagawa niyang makamit ang mas manipis na mga layer.
Nagtagumpay ang laro sa paghiwalay ng isang two-dimensional na materyal sa unang pagkakataon: isang monatomic layer ng carbon, na sa ilalim ng atomic microscope ay parang flat lattice ng mga hexagons, na parang pulot-pukyutan. Tinawag ng mga teoretikal na pisiko ang naturang sangkap na graphene, ngunit hindi nila ipinapalagay na maaari itong makuha sa temperatura ng silid. Tila sa kanila na ang materyal ay maghiwa-hiwalay sa mga mikroskopikong bola. Sa halip, nakita ng Game na nanatili ang graphene sa isaeroplanong umuusad habang tumatag ang matter.
Grapene: mga kahanga-hangang katangian
Andrei Game ay humingi ng tulong sa nagtapos na estudyante na si Konstantin Novoselov, at nagsimula silang mag-aral ng bagong substance labing-apat na oras sa isang araw. Sa susunod na dalawang taon, nagsagawa sila ng isang serye ng mga eksperimento, kung saan natuklasan nila ang mga kamangha-manghang katangian ng materyal. Dahil sa kakaibang istraktura nito, ang mga electron, nang hindi naiimpluwensyahan ng iba pang mga layer, ay maaaring lumipat sa sala-sala nang walang hadlang at hindi karaniwang mabilis. Ang conductivity ng graphene ay libu-libong beses na mas malaki kaysa sa tanso. Ang unang paghahayag ng laro ay ang pagmamasid sa isang binibigkas na "field effect" na nangyayari sa pagkakaroon ng isang electric field, na nagpapahintulot sa kontrol ng pagpapadaloy. Ang epektong ito ay isa sa mga tumutukoy na katangian ng silicon na ginagamit sa mga computer chips. Iminumungkahi nito na maaaring maging kapalit ang graphene na matagal nang hinahanap ng mga manufacturer ng computer.
Ang daan patungo sa pagkilala
Game at sumulat si Konstantin Novoselov ng tatlong pahinang papel na naglalarawan sa kanilang mga natuklasan. Dalawang beses itong tinanggihan ng Kalikasan, na may isang tagasuri na nagsasabing imposibleng ihiwalay ang isang matatag na two-dimensional na materyal, at isa pang hindi nakakakita ng "sapat na pag-unlad ng siyensiya" dito. Ngunit noong Oktubre 2004, isang artikulong pinamagatang "Electric Field Effect sa Atomically Thick Carbon Films" ang inilathala sa journal Science, na nagbigay ng magandang impresyon sa mga siyentipiko - sa harap ng kanilang mga mata, ang pantasya ay naging katotohanan.
Isang Avalanche of Discoveries
Nagsimulang magsaliksik ang mga laboratoryo sa buong mundo gamit ang adhesive tape technique ng Geim, at natukoy ng mga siyentipiko ang iba pang katangian ng graphene. Bagaman ito ang pinakamanipis na materyal sa uniberso, ito ay 150 beses na mas malakas kaysa sa bakal. Ang graphene ay napatunayang malleable, tulad ng goma, at maaaring mag-abot ng hanggang 120% ng haba nito. Salamat sa pananaliksik ni Philip Kim, at pagkatapos ay mga siyentipiko sa Columbia University, natagpuan na ang materyal na ito ay mas de-koryenteng conductive kaysa sa naunang natagpuan. Inilagay ni Kim ang graphene sa isang vacuum kung saan walang ibang materyal ang makakapagpabagal sa paggalaw ng mga subatomic particle nito, at ipinakita na mayroon itong "mobility" - ang bilis kung saan ang isang electric charge ay dumaan sa isang semiconductor - 250 beses na mas mabilis kaysa sa silicon.
Tech race
Noong 2010, anim na taon pagkatapos ng pagtuklas na ginawa nina Andrei Geim at Konstantin Novoselov, ang Nobel Prize ay iginawad sa kanila pagkatapos ng lahat. Noong panahong iyon, tinawag ng media ang graphene bilang isang "kamangha-manghang materyal", isang sangkap na "maaaring baguhin ang mundo." Nilapitan siya ng mga akademikong mananaliksik sa larangan ng physics, electrical engineering, medisina, chemistry, atbp. Nagbigay ng mga patent para sa paggamit ng graphene sa mga baterya, flexible screen, water desalination system, advanced solar cell, ultra-fast microcomputers.
Ginawa ng mga siyentipiko sa China ang pinakamagaan na materyal sa mundo - graphene airgel. Ito ay 7 beses na mas magaan kaysa sa hangin - isang cubic meter ng matter ay tumitimbang lamang ng 160 g. Ang graphene airgel ay nilikha sa pamamagitan ng freeze-drying ng isang gel na naglalaman ng graphene at nanotubes.
Sa Unibersidad ng Manchester,kung saan gumagana ang Game at Novoselov, ang gobyerno ng Britanya ay namuhunan ng $60 milyon upang likhain ang National Graphene Institute sa batayan nito, na magbibigay-daan sa bansa na maging kapantay ng mga pinakamahusay na may hawak ng patent sa mundo - Korea, China at United States, na nagsimula sa karera upang lumikha ng mga unang rebolusyonaryong produkto sa mundo batay sa bagong materyal.
Mga parangal na titulo at parangal
Ang isang eksperimento sa magnetic levitation ng isang live na palaka ay hindi nagdala ng lubos na resulta na inaasahan nina Michael Berry at Andrey Game. Ang Ig Nobel Prize ay iginawad sa kanila noong 2000
Noong 2006 natanggap ng Laro ang Scientific American 50 award.
Noong 2007, ginawaran siya ng Institute of Physics ng Mott Prize at Medal. Kasabay nito, si Game ay nahalal na Fellow ng Royal Society.
Ibinahagi ng
Game at Novoselov ang 2008 Europhysics Prize "para sa pagtuklas at paghihiwalay ng monatomic layer ng carbon at ang pagpapasiya ng mga kahanga-hangang elektronikong katangian nito." Noong 2009, natanggap niya ang Kerber Award.
Ang 2010 Andre Geim John Carthy Award mula sa US National Academy of Sciences ay ibinigay "para sa kanyang eksperimental na pagsasakatuparan at pag-aaral ng graphene, isang two-dimensional na anyo ng carbon."
Gayundin noong 2010, natanggap niya ang isa sa anim na honorary professorships ng Royal Society at ng Hughes Medal "para sa rebolusyonaryong pagtuklas ng graphene at mga kahanga-hangang katangian nito." Si Geim ay ginawaran ng honorary doctorates mula sa Delft University of Technology, ETH Zurich, UnibersidadAntwerp at Manchester.
Noong 2010 ay ginawaran siya ng Order of the Netherlands Lion para sa kanyang mga kontribusyon sa Dutch science. Noong 2012, para sa mga serbisyo sa agham, ang Game ay na-promote bilang mga bachelor knight. Nahalal siya bilang Foreign Corresponding Member ng United States Academy of Sciences noong Mayo 2012
Nobel Laureate
Game at Novoselov ay ginawaran ng 2010 Nobel Prize sa Physics para sa kanilang pangunguna sa graphene. Nang marinig ang tungkol sa parangal, sinabi ni Game na hindi niya inaasahan na matatanggap ito ngayong taon at wala siyang planong baguhin ang kanyang mga agarang plano. Isang modernong physicist ang nagpahayag ng pag-asa na ang graphene at iba pang dalawang-dimensional na kristal ay magbabago sa pang-araw-araw na buhay ng sangkatauhan sa parehong paraan na ginawa ng plastik. Ginawa siya ng parangal na unang taong nanalo ng parehong Nobel Prize at Ig Nobel Prize sa parehong oras. Naganap ang lecture noong Disyembre 8, 2010 sa Stockholm University.
