Andre Geim, một nhà vật lý hiện đại khoa học: tiểu sử, thành tựu khoa học, giải thưởng và giải thưởng

Sir Andre Geim - Thành viên của Hiệp hội Hoàng gia, Đại học Manchester và nhà vật lý người Anh-Hà Lan, được sinh ra ở Nga. Cùng với Konstantin Novoselov trong năm 2010, ông được trao giải Nobel về vật lý cho công việc của mình trên graphene. Hiện nay ông là giáo sư Regius và Giám đốc Trung tâm Công nghệ nano và mezonauki Đại học Manchester.

Andre Geim: tiểu sử

Sinh ra trong một gia đình 21.10.58 Konstantin Geim và Nina Nikolayevna Bayer. Cha mẹ ông là kỹ sư Liên Xô xuất xứ Đức. Theo Heim, bà ngoại của mẹ ông là người Do Thái, và ông bị chống Do Thái, vì tên của mình âm thanh của người Do Thái. Geim có một anh trai Vladislav. Năm 1965 gia đình ông chuyển đến thành phố Nalchik, nơi ông đi học, chuyên về tiếng Anh. Sau khi tốt nghiệp loại ưu, ông đã hai lần cố gắng nhập Engineering Viện Vật lý Moscow, nhưng đã không được thông qua. Sau đó, ông đã đưa ra tài liệu cho MIPT, và lần này ông đã có thể làm được. Theo ông, các sinh viên học rất chăm chỉ - áp lực mạnh đến nỗi người ta thường bị phá vỡ và rời ghế nhà trường, và một số đã kết thúc với trầm cảm, tâm thần phân liệt và tự tử.

sự nghiệp giáo dục

Andre Geim nhận bằng tốt nghiệp của ông vào năm 1982, và vào năm 1987 đã trở thành một Tiến sĩ Vật lý của kim loại Viện Vật lý Solid State ở Chernogolovka. Theo các nhà khoa học, trong khi ông không muốn tham gia theo hướng này, thích vật lý hạt cơ bản và vật lý thiên văn, nhưng hôm nay ông rất hài lòng với sự lựa chọn của họ.

Geim làm việc như một nhà nghiên cứu tại Viện Vi điện tử công nghệ trong ngành khoa học, và từ năm 1990 - Đại học Nottingham (hai lần), Bath và Copenhagen. Theo ông, ở nước ngoài ông có thể tham gia vào nghiên cứu, chứ không phải để đối phó với chính trị, và do đó quyết định rời khỏi Liên Xô.

Việc làm tại Hà Lan

đầu tiên vị trí toàn thời gian của mình Andre Geim thắng vào năm 1994, khi ông trở thành một giáo sư thuộc Đại học Nijmegen, nơi ông tập trung vào siêu vi mô. Sau đó, ông nhận được quốc tịch Hà Lan. Một trong những sinh viên tốt nghiệp của ông là Konstantin Novoselov, người đã trở thành đối tác khoa học chính của ông. Tuy nhiên, theo Geim, sự nghiệp học tập của mình ở Hà Lan đã xa mây. Ông đã đưa ra một giáo sư tại Nijmegen và Eindhoven, nhưng ông từ chối vì ông đã tìm thấy hệ thống giáo dục Hà Lan là quá thứ bậc và thực hiện các chính trị nhỏ, nó khá giống với người Anh, nơi mà mỗi nhân viên là như nhau. Trong bài giảng của mình game Nobel sau đó, ông nói rằng tình trạng này là một chút kỳ quái, bởi vì bên ngoài trường đại học ông được chào đón nồng nhiệt ở khắp mọi nơi, trong đó có người giám sát của mình, và các nhà khoa học khác.

Di chuyển đến Vương quốc Anh

Năm 2001, trò chơi đã trở thành một giáo sư vật lý tại Đại học Manchester, và vào năm 2002 được bổ nhiệm làm Giám đốc Trung tâm mezonauki Manchester và công nghệ nano và Giáo sư Lenguorti. Vợ và lâu năm đồng tác giả Irina Grigorieva cũng chuyển đến Manchester là một giáo viên. Sau đó họ đã được sự tham gia của Konstantin Novoselov. Từ năm 2007, game đã trở thành một thành viên cao cấp tại Hội đồng Kỹ thuật và Khoa Học Tự Nhiên nghiên cứu. Năm 2010, Đại học Nijmegen bổ nhiệm ngài làm giáo sư vật liệu tiên tiến và công nghệ nano.

nghiên cứu

Geim thể tìm thấy một cách đơn giản để cô lập một lớp nguyên tử graphite, được gọi là graphene, phối hợp với các nhà khoa học tại Đại học Manchester và IMT. Trong tháng 10 năm 2004, nhóm đã công bố kết quả trên tạp chí Science.

Graphene gồm lớp carbon mà các nguyên tử sắp xếp theo một hình lục giác hai chiều. Nó là vật liệu mỏng nhất trên thế giới, và cũng là một trong những lâu bền nhất và vững chắc. Trong chất có nhiều ứng dụng tiềm năng, và nó là một sự thay thế tuyệt vời để silicon. Theo Heim, một trong những ứng dụng đầu tiên của graphene có thể sự phát triển của màn hình cảm ứng linh hoạt. Ông không lấy bằng sáng chế một loại vật liệu mới, bởi vì làm như vậy ông sẽ cần một lĩnh vực cụ thể của ứng dụng và một đối tác trong ngành.

Các nhà vật lý đã phát triển dính phỏng sinh học, mà được gọi là băng tắc kè vì dính chân tay con tắc kè. Những nghiên cứu này vẫn đang ở giai đoạn đầu, nhưng nó mang lại hy vọng rằng trong tương lai người ta sẽ có thể leo lên đến trần như Spiderman.

Năm 1997, Geim xem xét những ảnh hưởng có thể có của từ tính trên mặt nước, dẫn đến việc mở nổi tiếng của levitation nghịch từ trực tiếp của nước, trong đó nổi tiếng với cuộc biểu tình của nó levitating một con ếch. Ông cũng làm việc trên siêu dẫn và vật lý vi mô liên quan.

Về việc chọn các đối tượng nghiên cứu của ông Geim nói ông khinh thường phương pháp này, khi nhiều người chọn một chủ đề cho luận án tiến sĩ của mình, và sau đó tiếp tục cùng một chủ đề trước khi nghỉ hưu. Trước khi ông nhận được vị trí toàn thời gian đầu tiên của mình, ông đã thay đổi chủ đề của mình gấp năm lần, và nó đã giúp anh rất nhiều để học hỏi.

Trong năm 2001, ông là đồng tác giả gọi là chuột đồng yêu thích của mình Tisha.

Lịch sử của sự khám phá của graphene

Một mùa thu buổi tối năm 2002 Andre Geim nghĩ về carbon. Ông chuyên về một vật liệu cực mỏng và băn khoăn tại sao lớp tinh tế của vật liệu có thể cư xử trong điều kiện thí nghiệm nhất định. Graphite, bao gồm một bộ phim đơn trị, là một ứng cử viên rõ ràng cho việc nghiên cứu, nhưng các phương pháp chuẩn bị cô lập của mẫu siêu mỏng sẽ được quá nóng và phá hủy nó. Do đó Heim hướng dẫn một trong những sinh viên mới ra Có Jiang cố gắng để có được mẫu rất mỏng, càng xa càng tốt, ít nhất là vài trăm lớp nguyên tử, đánh bóng kích thước tinh thể graphite của một inch. Một vài tuần sau đó, Giang đã mang hạt carbon trong đĩa petri. Sau khi nghiên cứu nó dưới kính hiển vi Heim yêu cầu ông thử lại. Jiang cho biết rằng đây là tất cả những gì còn lại của tinh thể. Vào thời điểm khi các trò chơi đùa mắng nó rằng nghiên cứu sinh xóa núi để có được một hạt cát, một trong những học viên của ông đã thấy trong khối u thùng rác sử dụng băng dính, bên dính được bao phủ bởi một màu xám, phim hơi bóng loáng dư lượng graphite.

Trong các phòng thí nghiệm trên thế giới, các nhà nghiên cứu đang sử dụng băng để kiểm tra các tính chất kết dính của các mẫu thử nghiệm. Các lớp carbon, linh kiện graphite, ràng buộc một cách yếu ớt (s g. 1564 vật liệu được sử dụng trong bút chì, vì nó để lại một dấu ấn có thể nhìn thấy trên giấy) để các băng phân cách dễ dàng flake. Trò chơi đặt một miếng băng keo dưới kính hiển vi và phát hiện ra rằng độ dày của graphite là ít so với cái ông đã nhìn thấy cho đến nay. Gấp, nén và cắt đứt băng, ông đã có thể đạt được lớp thậm chí mỏng hơn.

Geim là người đầu tiên để cô lập các tài liệu hai chiều: carbon lớp đơn nguyên tử đó dưới kính hiển vi nguyên tử là một mặt phẳng của hình lục giác lưới, giống như một tổ ong. nhà vật lý lý thuyết một chất gọi là graphene, nhưng họ đã không dự đoán rằng nó có thể thu được ở nhiệt độ phòng. Họ nghĩ rằng vật chất tan rã thành những viên tròn nhỏ. Thay vào đó Heym thấy graphene vẫn nằm trong một mặt phẳng, được má lúm đồng tiền như đại lý ổn định.

Graphene: các đặc tính đáng chú ý

Andre Geim tranh thủ được sự giúp đỡ của các nghiên cứu sinh Konstantin Novoselov, và họ bắt đầu đến mười bốn tiếng một ngày để học những thứ mới. Khi họ đã tiến hành một loạt các thí nghiệm, trong đó các đặc tính nổi bật của vật liệu đã được tìm thấy trong hai năm tới. Do có cấu trúc độc đáo của nó, electron mà không bị ảnh hưởng của các lớp khác, có thể di chuyển tự do qua mạng và cực kỳ nhanh chóng. Tính dẫn điện của graphene là đồng một hơn ngàn lần. Sự mặc khải đầu tiên cho Heym quan sát được phát âm là "hiệu ứng trường", mà tự biểu lộ trong sự hiện diện của một điện trường, cho phép để kiểm soát độ dẫn. Hiệu ứng này là một trong những đặc điểm xác định của silicon sử dụng trong chip máy tính. Điều này cho thấy rằng graphene có thể là sự thay thế của mình, mà các nhà sản xuất máy tính tìm kiếm trong nhiều năm.

Đường dẫn đến sự thừa nhận

Geim và Konstantin Novoselov đã viết một bài báo ba trang mô tả những khám phá của họ. Cô hai lần từ chối Thiên nhiên, một nhà phê bình người đã nói rằng sự cô lập của các tài liệu hai chiều ổn định là không thể, và người kia không nhìn thấy nó "tiến bộ khoa học đủ." Tuy nhiên, trong tháng 10 năm 2004, một bài báo có tựa đề "Ảnh hưởng của điện trường trong carbon phim dày một nguyên tử" đã được công bố trên tạp chí Science, sau khi biến một ấn tượng tuyệt vời về các nhà khoa học - trước mặt họ viễn tưởng trở thành hiện thực.

trận tuyết lở của những khám phá

Các phòng thí nghiệm trên toàn thế giới đã bắt đầu nghiên cứu sử dụng chất kết dính trò chơi kỹ thuật băng, và các nhà khoa học đã xác định được các tài sản khác của graphene. Mặc dù nó là vật liệu mỏng nhất trong vũ trụ, nó đã mạnh hơn thép 150 lần. Graphene tỏ ra mềm dẻo như cao su, và có thể được kéo dài lên đến 120% thời lượng. Qua nghiên cứu Filippa Kima, tiếp theo là các nhà khoa học tại Đại học Columbia, người ta phát hiện ra rằng vật liệu này là bằng điện nhiều dẫn hơn so với cài đặt trước đó. Kim graphene đặt vào chân không, nơi không có vật chất khác không thể làm chậm các hạt hạ nguyên tử chuyển động của nó và cho thấy có "sự nhanh nhẹn" - tốc độ mà điện tích đi qua bán dẫn - lớn hơn so với silicon 250 lần.

cuộc đua công nghệ

Năm 2010, sáu năm sau khi khám phá giúp cho Andre Geim và Konstantin Novoselov giải Nobel chưa được trao tặng. Sau đó, các phương tiện truyền thông gọi là graphene "phép lạ liệu", một chất "có thể thay đổi thế giới." Tiếp cận bởi các nhà nghiên cứu học thuật trong các lĩnh vực vật lý, kỹ thuật điện, y học, hóa học và những người khác. Ban hành bằng sáng chế cho việc sử dụng của graphene trong pin, màn hình dẻo, hệ thống khử muối,, microcomputer năng lượng mặt trời cực nhanh tiên tiến.

Các nhà khoa học ở Trung Quốc đã tạo ra vật liệu nhẹ nhất trên thế giới - graphene aerogel. Nó nhẹ hơn không khí gấp 7 lần - chất cho mỗi mét khối nặng 160 g Graphene-aerogel được sản xuất bởi đông khô gel chứa graphene và ống nano.

Đại học Manchester, nơi họ làm việc Geim và Novoselov, chính phủ Anh đã đầu tư 60 triệu đô la để tạo ra trên cơ sở của nó Viện graphene, mà sẽ cho phép đất nước để được ngang bằng với đỉnh bằng sáng chế đông nhất thế giới - Hàn Quốc, Trung Quốc và Hoa Kỳ, người đã bắt đầu cuộc đua để tạo ra những người đầu tiên sản phẩm mang tính cách mạng trên thế giới dựa trên các vật liệu mới.

Danh hiệu

Thử nghiệm với bay lên từ ếch sống mang không hoàn toàn kết quả là mong đợi Maykl Berri và Andre Geim. Ig Nobel được trao cho họ vào năm 2000

Năm 2006, Geim giành khoa học trên tạp chí American 50.

Năm 2007, Viện Vật lý đã trao tặng ông giải thưởng và huy chương của Mott. Sau đó, Heim được bầu làm Uỷ viên của Hội Hoàng gia.

Trò chơi và Novoselov chia giải thưởng năm 2008, "Evrofizika" "để phát hiện và cô lập của lớp carbon monohydric và định nghĩa về tính chất điện tử đáng chú ý của nó." Năm 2009, ông nhận giải thưởng Kerber.

Một tiền thưởng Andreya Geyma, tên Dzhona Karti, mà ông được trao giải Viện Hàn Lâm Mỹ Khoa học trong năm 2010, đã được đưa ra "để thực hiện thí nghiệm của mình và điều tra của graphene, một dạng hai chiều của carbon."

Cũng trong năm 2010 ông đã nhận được một trong sáu giáo sư danh dự của Hiệp hội Hoàng gia và Huân chương Hughes "cho sự khám phá mang tính cách mạng của graphene và tiết lộ tính chất đặc biệt của nó." Game đã được trao tặng tiến sĩ danh dự từ Đại học Công nghệ Delft, Viện Công nghệ Zurich, Đại học Antwerp và Manchester.

Năm 2010, ông trở thành một Knight of the Order of the Dutch Lion vì những đóng góp cho khoa học Hà Lan. Năm 2012, đối với dịch vụ cho khoa học trò chơi ông đã được thực hiện một cử nhân knight. Ông được bầu là thành viên nước ngoài của Viện Hàn lâm Khoa học của Hoa Kỳ tháng 5 năm 2012

Người đoạt giải Nobel

Geim và Novoselov cho nghiên cứu đột phá của graphene đã được trao giải Nobel về vật lý năm 2010, phiên điều trần của giải thưởng, Geim nói rằng ông không mong đợi để có được nó trong năm nay, và sẽ không thay đổi kế hoạch tương lai của họ trong lĩnh vực này. Các nhà vật lý học hiện đại hy vọng rằng graphene và tinh thể hai chiều khác sẽ thay đổi cuộc sống hàng ngày của nhân loại trong cùng một cách như đã làm nhựa. Giải thưởng này khiến anh trở thành người đàn ông đầu tiên người đoạt giải Nobel và Giải Ig Nobel cùng một lúc. Các bài giảng được tổ chức vào ngày 08 Tháng Mười Hai 2010 tại Đại học Stockholm.