Sir Andrey Konstantinovich Geim är fellow i Royal Society, fellow vid University of Manchester och en ryskfödd brittisk-nederländsk fysiker. Tillsammans med Konstantin Novoselov tilldelades han Nobelpriset i fysik 2010 för sitt arbete med grafen. Han är för närvarande Regius-professor och chef för Centre for Meso-Science and Nanotechnology vid University of Manchester.
Andrey Geim: biografi
Född den 21/10/58 i familjen Konstantin Alekseevich Geim och Nina Nikolaevna Bayer. Hans föräldrar var sovjetiska ingenjörer av tyskt ursprung. Enligt Geim var hans mors mormor judisk och han led av antisemitism eftersom hans efternamn låter judiskt. Game har en bror Vladislav. 1965 flyttade hans familj till Nalchik, där han studerade på en skola som specialiserade sig på engelska. Efter att ha tagit examen med utmärkelser försökte han två gånger komma in i MEPhI, men blev inte antagen. Sedan ansökte han till Moskvainstitutet för fysik och teknik, och den här gången lyckades han komma in. Enligt honomEnligt honom studerade studenterna väldigt hårt – trycket var så starkt att folk ofta bröt ihop och lämnade studierna, och en del slutade med depression, schizofreni och självmord.
akademisk karriär
Andrey Geim fick sitt diplom 1982 och 1987 blev han doktor i metallfysik vid Institute of Solid State Physics vid Ryska vetenskapsakademin i Chernogolovka. Enligt vetenskapsmannen ville han på den tiden inte följa denna riktning, utan föredrog elementarpartikelfysik eller astrofysik, men idag är han nöjd med sitt val.
Game arbetade som forskare vid Institute of Microelectronics Technology vid Ryska vetenskapsakademin och sedan 1990 vid universiteten i Nottingham (två gånger), Bath och Köpenhamn. Enligt honom kunde han forska utomlands och inte syssla med politik, varför han bestämde sig för att lämna Sovjetunionen.
Arbeta i Nederländerna
Andrey Geim tog sin första heltidstjänst 1994, när han blev biträdande professor vid universitetet i Nijmegen, där han studerade mesoskopisk supraledning. Han fick senare holländskt medborgarskap. En av hans doktorander var Konstantin Novoselov, som blev hans främsta forskningspartner. Men enligt Geim var hans akademiska karriär i Nederländerna långt ifrån rosa. Han erbjöds professurer i Nijmegen och Eindhoven, men han tackade nej eftersom han fann det holländska akademiska systemet för hierarkiskt och fullt av småpolitik, det är helt annorlunda än det brittiska, där alla anställda har lika rättigheter. I sin Nobelföreläsning sa Game senare att den här situationen var lite overklig, eftersom han utanför universitetets väggar var varmt välkomnad överallt, inklusive sin handledare och andra vetenskapsmän.
Flytta till Storbritannien
2001 blev Game professor i fysik vid University of Manchester och 2002 utsågs han till chef för Manchester Centre for Meso-Science and Nanotechnology och professor Langworthy. Hans fru och mångårig samarbetspartner Irina Grigorieva flyttade också till Manchester som lärare. Senare anslöt sig Konstantin Novoselov till dem. Sedan 2007 har Game varit Senior Fellow vid Engineering and Physical Science Research Council. 2010 utsåg universitetet i Nijmegen honom till professor i innovativa material och nanovetenskap.
Forskning
Game har hittat ett enkelt sätt att isolera ett enda lager av grafitatomer, känd som grafen, i samarbete med forskare från University of Manchester och IMT. I oktober 2004 publicerade gruppen sina resultat i tidskriften Science.
Grafen består av ett lager av kol, vars atomer är ordnade i form av tvådimensionella hexagoner. Det är det tunnaste materialet i världen, samt ett av de starkaste och hårdaste. Ämnet har många potentiella användningsområden och är ett utmärkt alternativ till kisel. En av de första användningsområdena för grafen kan vara utvecklingen av flexibla pekskärmar, sa Geim. Han patenterade inte det nya materialet eftersom det skulle kräva en vissomfattning och partner i industrin.
Fysikern höll på att utveckla ett biomimetiskt lim som blev känt som geckotejp på grund av att geckos lemmar är klibbiga. Dessa studier är fortfarande i ett tidigt skede, men ger redan hopp om att människor i framtiden kommer att kunna klättra i tak som Spider-Man.
1997 studerade Game effekterna av magnetism på vatten, vilket ledde till den berömda upptäckten av direkt diamagnetisk levitation av vatten, som blev allmänt känd på grund av demonstrationen av en leviterande groda. Han arbetade också med supraledning och mesoskopisk fysik.
Om valet av ämnen för sin forskning sa Game att han föraktar tillvägagångssättet att många väljer ett ämne för sin doktorsexamen och sedan fortsätter med samma ämne fram till pensioneringen. Innan han fick sin första heltidstjänst bytte han ämne fem gånger och det hjälpte honom att lära sig mycket.
I en tidning från 2001 utnämnde han sin älskade hamster Tisha till medförfattare.
Historia om upptäckten av grafen
En höstkväll 2002 funderade Andrey Geim på kol. Han specialiserade sig på mikroskopiskt tunna material och undrade hur de tunnaste lagren av materia kunde bete sig under vissa experimentella förhållanden. Grafit, sammansatt av monoatomiska filmer, var en självklar kandidat för forskning, men standardmetoder för att isolera ultratunna prover skulle överhettas och förstöra den. Så Game tilldelade en av de nya doktoranderna, Da Jiang,försök att få ett så tunt prov som möjligt, till och med några hundra lager av atomer, genom att polera en grafitkristall en tum stor. Några veckor senare tog Jiang med sig ett kolkorn i en petriskål. Efter att ha undersökt det under ett mikroskop bad Game honom att försöka igen. Jiang sa att detta var allt som fanns kvar av kristallen. Medan Game skämtsamt förebråde honom för att han torkade ett berg för att få ett sandkorn, såg en av hans seniorer klumpar av använt tejp i papperskorgen, vars klibbiga sida var täckt med en grå, lätt glänsande film av grafitrester.
I laboratorier runt om i världen använder forskare tejp för att testa de vidhäftande egenskaperna hos experimentella prover. Lagren av kol som bildar grafit är löst bundna (sedan 1564 har materialet använts i pennor, eftersom det lämnar ett synligt märke på papper), så att den självhäftande tejpen lätt separerar fjällen. Game placerade en bit tejp under ett mikroskop och fann att tjockleken på grafiten var tunnare än vad han sett hittills. Genom att vika, klämma och dra isär tejpen lyckades han få till ännu tunnare lager.
Game lyckades isolera ett tvådimensionellt material för första gången: ett monoatomiskt lager av kol, som under ett atommikroskop ser ut som ett platt gitter av hexagoner, som påminner om en bikaka. Teoretiska fysiker kallade ett sådant ämne grafen, men de antog inte att det kunde erhållas vid rumstemperatur. Det verkade för dem som att materialet skulle sönderfalla till mikroskopiska kulor. Istället såg Game att grafen fanns kvar i ettplan som krusar när materia stabiliseras.
Graphene: anmärkningsvärda egenskaper
Andrei Game tog hjälp av doktoranden Konstantin Novoselov, och de började studera ett nytt ämne fjorton timmar om dagen. Under de följande två åren genomförde de en serie experiment, under vilka de upptäckte materialets fantastiska egenskaper. På grund av sin unika struktur kan elektroner, utan att påverkas av andra lager, röra sig genom gittret obehindrat och ovanligt snabbt. Konduktiviteten hos grafen är tusentals gånger högre än för koppar. Spelets första uppenbarelse var observationen av en uttalad "fälteffekt" som uppstår i närvaro av ett elektriskt fält, vilket tillåter kontroll av ledning. Denna effekt är en av de definierande egenskaperna hos kisel som används i datorchips. Detta tyder på att grafen kan vara en ersättning som datortillverkarna har letat efter i flera år.
Vägen till erkännande
Game och Konstantin Novoselov skrev en tresidig uppsats som beskrev sina upptäckter. Det avvisades två gånger av Nature, med en recensent som sa att det var omöjligt att isolera ett stabilt tvådimensionellt material, och en annan såg inte "tillräckliga vetenskapliga framsteg" i det. Men i oktober 2004 publicerades en artikel med titeln "Electric Field Effect in Atomically Thick Carbon Films" i tidskriften Science, vilket gjorde ett stort intryck på vetenskapsmän - inför deras ögon blev fantasin verklighet.
En lavin av upptäckter
Laboratorier runt om i världen började forskning med hjälp av Geims tejpteknik, och forskare har identifierat andra egenskaper hos grafen. Även om det var det tunnaste materialet i universum var det 150 gånger starkare än stål. Grafen visade sig vara formbart, som gummi, och kunde sträcka sig upp till 120 % av dess längd. Tack vare forskningen från Philip Kim, och sedan forskare vid Columbia University, fann man att detta material är ännu mer elektriskt ledande än vad som tidigare funnits. Kim satte grafen i ett vakuum där inget annat material kunde bromsa rörelsen av dess subatomära partiklar, och visade att det har "rörlighet" - hastigheten med vilken en elektrisk laddning färdas genom en halvledare - 250 gånger snabbare än kisel.
Tech race
Under 2010, sex år efter upptäckten som gjordes av Andrei Geim och Konstantin Novoselov, tilldelades de trots allt Nobelpriset. På den tiden kallade media grafen för ett "undermaterial", ett ämne som "kan förändra världen". Han kontaktades av akademiska forskare inom områdena fysik, elektroteknik, medicin, kemi, etc. Patent utfärdades för användning av grafen i batterier, flexibla skärmar, vattenavs altningssystem, avancerade solceller, ultrasnabba mikrodatorer.
Forskare i Kina har skapat världens lättaste material - aerogel av grafen. Den är 7 gånger lättare än luft - en kubikmeter materia väger bara 160 g. Grafen aerogel skapas genom att frystorka en gel som innehåller grafen och nanorör.
Till University of Manchester,där Game och Novoselov arbetar, investerade den brittiska regeringen 60 miljoner dollar för att skapa National Graphene Institute på grundval av detta, vilket skulle göra det möjligt för landet att vara i nivå med världens bästa patentinnehavare - Korea, Kina och USA, som började race för att skapa världens första revolutionerande produkter baserade på nytt material.
Hederstitlar och utmärkelser
Ett experiment med magnetisk levitation av en levande groda gav inte riktigt det resultat som Michael Berry och Andrey Game förväntade sig. Ig Nobelpriset tilldelades dem 2000
2006 fick Game Scientific American 50-priset.
År 2007 tilldelade Institute of Physics honom Mott-priset och medaljen. Samtidigt valdes Game till Fellow i Royal Society.
Game och Novoselov delade 2008 års Europhysics-pris "för upptäckten och isoleringen av det monoatomiska lagret av kol och bestämningen av dess anmärkningsvärda elektroniska egenskaper." 2009 fick han Kerber Award.
2010 års Andre Geim John Carthy Award från US National Academy of Sciences tilldelades "för hans experimentella realisering och studie av grafen, en tvådimensionell form av kol."
Också 2010 mottog han en av de sex hedersprofessurerna i Royal Society och Hughes-medaljen "för den revolutionära upptäckten av grafen och dess anmärkningsvärda egenskaper." Geim har tilldelats hedersdoktorer från Delfts tekniska universitet, ETH Zürich, universitetAntwerpen och Manchester.
2010 tilldelades han Order of the Netherlands Lion för sina bidrag till holländsk vetenskap. 2012, för tjänster till vetenskap, befordrades Game till ungkarlsriddare. Han valdes till en utländsk korresponderande medlem av United States Academy of Sciences i maj 2012
Nobelpristagare
Game och Novoselov tilldelades Nobelpriset i fysik 2010 för sitt banbrytande arbete med grafen. När Game fick höra om priset sa Game att han inte förväntade sig att få det i år och att han inte har några planer på att ändra sina omedelbara planer. En modern fysiker har uttryckt förhoppningen att grafen och andra tvådimensionella kristaller kommer att förändra mänsklighetens dagliga liv på samma sätt som plasten gjorde. Priset gjorde honom till den första personen som vann både Nobelpriset och Ig Nobelpriset samtidigt. Föreläsningen ägde rum den 8 december 2010 vid Stockholms universitet.
