Andre Geim, fyzik moderní vědec: životopis, vědecké úspěchy, ocenění a ceny

Sir Andre Geim - člen královské společnosti, University of Manchester a britsko-nizozemské fyzik, se narodil v Rusku. Spolu s Konstantin Novoselov V roce 2010 mu byla udělena Nobelova cena za fyziku za svou práci na grafenu. V současné době je Regius profesor a ředitel Centra pro nanotechnologie a mezonauki Manchester University.

Andre Geim: životopis

Narodil se v rodině 21.10.58 Konstantin Geim a Nina Nikolayevna Bayer. Jeho rodiče byli sovětští inženýři z německého původu. Podle Heim, babička jeho matky byl žid, a trpěl antisemitismu, protože jeho jméno zní židovský. Geim bratra Vladislava. V roce 1965 se jeho rodina přestěhovala do města Nalčik, kde on chodil do školy se specializací v angličtině. Poté, co absolvoval s vyznamenáním, se dvakrát snažil vstoupit do Moskevského inženýrského institutu fyziky, ale nebyl přijat. Pak dal dokumenty do MIPT, a tentokrát se mu podařilo udělat. Podle něj studenti studovali velmi těžké - tlak byl tak silný, že lidé často porouchal a opustil školu a někteří skončili s depresí, schizofrenií a sebevraždy.

akademická kariéra

Andre Geim získal diplom v roce 1982, av roce 1987 se stal PhD Fyzika kovů Ústavu fyziky pevných látek v Chernogolovka. Podle vědce, zatímco on nechtěl, aby se zapojily v tomto směru, raději fyziky elementárních částic a astrofyziky, ale dnes byl spokojen s jejich výběru.

Geim pracoval jako vědecký pracovník v Ústavu mikroelektroniky technologie v věd a od roku 1990 - University of Nottingham (dvakrát), Bath a Kodani. Podle něj se v zahraničí by se mohl zapojit do výzkumu, a ne se zabývat politikou, a proto se rozhodl opustit SSSR.

Práce v Nizozemí

Jeho první full-time pozice Andre Geim získal v roce 1994, kdy se stal asistentem profesora na univerzitě v Nijmegenu, kde se věnoval mesoscopic supravodivosti. Později se mu dostalo holandské občanství. Jeden z jeho postgraduálních studentů bylo Konstantin Novoselov, který se stal jeho hlavním vědeckým partnerem. Nicméně, podle Geim Jeho akademická kariéra v Nizozemsku ani zdaleka bez mráčku. Mu byla nabídnuta profesura v Nijmegenu a Eindhovenu, ale odmítl, protože zjistil, nizozemský akademický systém je příliš hierarchický a provádění drobných politice, to je docela podobný Britům, kde každý zaměstnanec rovná. V jeho Nobelově přednášce hry později řekl, že tato situace byla trochu absurdní, protože mimo univerzitu byl srdečně vítán všude, včetně svého nadřízeného, a dalších vědců.

Se stěhuje do Velké Británie

V roce 2001, hra se stal profesorem fyziky na univerzitě v Manchesteru, av roce 2002 byl jmenován ředitelem mezonauki a nanotechnologie Manchester Center a profesor Lenguorti. Manželka a dlouholetý spoluautor Irina Grigorieva také přesunuta do Manchesteru jako učitel. Později se k nim připojilo Konstantin Novoselov. Od roku 2007, hra se stal vědeckým pracovníkem Rady inženýrství a fyzikální vědy zkoumají. V roce 2010, University of Nijmegen ho jmenován profesorem inovativních materiálů a nanovědy.

výzkum

Geim schopni najít jednoduchý způsob, jak izolovat jednu vrstvu atomů grafitových, známý jako grafenu ve spolupráci s vědci z University of Manchester a IMT. V říjnu 2004, skupina zveřejnila výsledky v časopise Science.

Grafenu sestává z uhlíkové vrstvy, jejichž atomy uspořádány v dvojrozměrném šestiúhelníku. Jedná se o nejtenčí materiál na světě, a také jeden z nejvíce odolné a pevné. V podstatě existuje mnoho potenciálních aplikací, a to je vynikající alternativou ke křemíku. Podle Heim, jedna z prvních aplikací grafenu může být vývoj flexibilních dotykových obrazovek. Neměl patentovat nový materiál, protože k tomu, že bude potřebovat určitou oblast působnosti a partnera v průmyslu.

Fyzik se vyvíjí biomimetický lepidlo, který se stal známý jako gekon páskou kvůli lepivost gecko končetin. Tyto studie jsou stále v rané fázi, ale to dává naději, že v budoucnosti budou lidé moci vyšplhat až ke stropu, jako je Spiderman.

V roce 1997, Geim zvažovat případné účinky magnetismu na vodě, což vedlo k slavné otevření přímé diamagnetického levitace vody, který je známý pro svou demonstraci levitující žábu. Pracoval také na supravodivosti a mesoscopic fyziky podílejí.

O volbě témat jeho výzkumu Geim řekl, že pohrdá přístup, kdy mnozí si vybrat téma pro jeho disertační práce, a pak pokračovat na stejné téma před odchodem do důchodu. Předtím, než dostal svůj první full-time pozici, změnil svůj předmět pětkrát, a to mu pomohlo hodně co učit.

V roce 2001 nazval spoluautorem svého oblíbeného křečka Tisha.

Historie objevu grafenu

Jeden podzimní večer v roce 2002 Andre Geim zamyslel uhlí. Specializoval se na mikroskopicky tenké materiály a přemýšlel, jak se nejprohnanější vrstev materiálů se mohou chovat za určitých experimentálních podmínkách. Grafit, který se skládá z jednomocného filmů, byl jasným kandidátem pro výzkum, ale standardní metody izolace vzorků ultratenkých by dojít k jeho přehřátí a zničil. Proto Heim instruoval jeden z nových absolventa Ano Jiang pokusit se dostat tak tenký vzorek, pokud je to možné, alespoň několik set atomových vrstev, leštění grafit velikost krystalů o jeden palec. Po několika týdnech, Jiang přinesl uhlíku obilí v Petriho misce. Poté, co studoval pod mikroskopem se ho zeptal Heim a zkuste to znovu. Jiang řekl, že to je vše, co zbylo z křišťálu. V době, kdy se hra mu žertem pokáral, že doktorand vymazal horu dostat zrnko písku, jednoho ze svých starších kolegů viděl v odpadkových hrudek používaných lepicí páska, Lepicí strana, která byla pokrytá šedým, mírně lesklý film zbytků grafitu.

V laboratořích po celém světě výzkumníci používají pásku vyzkoušet adhezní vlastnosti experimentálních vzorků. Vrstvy uhlíku, grafitu složky, vázané slabě (materiál s g. 1564 se používá v tužky, tak, jak opouští viditelnou značku na papír), tak, aby se páska odděluje snadno vločka. Hra položit kousek lepicí pásky pod mikroskopem a zjistil, že tloušťka grafitu byla nižší než ta, kterou viděl tak daleko. Skládání, stlačování a oddělování pásku, byl schopen dosáhnout ještě tenčích vrstev.

GEIM byli první izolovat dvojrozměrného materiál: oxid monatomic vrstvu, která za atomového mikroskopu je rovina mřížky šestiúhelníků, připomínající plástve. Teoretičtí fyzici látka s názvem grafenu, ale netušil, že jej lze získat při pokojové teplotě. Mysleli si, že materiál se rozpadá do mikroskopických kuliček. Namísto Heym viděl grafenu zůstává v jedné rovině, která je profilovaná jako stabilizační činidlo.

Grafen: pozoruhodné vlastnosti

Andre Geim narukoval pomoc postgraduální student Konstantin Novoselov a začali čtrnáct hodin denně, aby se učit nové věci. Jak oni provedli sérii experimentů, při nichž byly nalezeny nápadné vlastnosti materiálu v příštích dvou letech. Vzhledem ke své jedinečné struktuře, elektrony, aniž by utrpěla účinky jiných vrstev, se mohou volně pohybovat přes mříž a velmi rychle. Vodivost grafenu je tisíckrát více mědi. První odhalení pro Heym pozorování byl prohlášen za „pole efekt“, který se projevuje v přítomnosti elektrického pole, který umožňuje ovládat vodivost. Tento účinek je jedním z určujících charakteristik silikonu použité v počítačových čipů. To naznačuje, že grafen by mohla být jeho nástupce, který výrobci počítačů hledal po mnoho let.

Cesta k rozpoznání

Geim a Konstantin Novoselov napsal třístránkový dokument popisující jejich objevy. Ji dvakrát zamítnuta Nature, jeden recenzent, který řekl, že izolace stabilního dvourozměrného materiálu není možné, a druhý to neviděl „dostatečný vědecký pokrok.“ Ale v říjnu 2004 článek s názvem „Vliv elektrického pole ve filmech atomů uhlíku o tloušťce“ byl publikován v časopise Science, který učinil velký dojem na vědce - před nimi fikce se stává realitou.

lavina objevů

Laboratoře po celém světě začaly studovat pomocí lepicí pásky techniku hry, a vědci identifikovali jiné vlastnosti grafenu. I když bylo nejtenčí materiál ve vesmíru, byl 150 krát silnější než ocel. Grafenu ukázalo poddajná jako guma, a lze roztáhnout až na 120% své délky. Prostřednictvím výzkumu Filippa Kima, následovaný vědci z Columbia University, bylo zjištěno, že tento materiál je více elektricky vodivé než dříve nainstalován. Kim grafenu umístí do vakua, kde by žádný jiný materiál, který není zpomalení jeho pohybu subatomární částice, a ukázal, že má „mobilitu“ - rychlost, kterou elektrický náboj prochází polovodiče - 250 krát větší, než je z křemíku.

technologie závod

V roce 2010, šest let po objevu, že provedené Andre Geim a Konstantin Novoselov Nobelovy ceny dosud nebyly uzavřeny. Pak média nazývají grafen „zázrak materiál“, což je látka, která „může změnit svět.“ Osloven výzkumní pracovníci v oblasti fyziky, elektrotechniky, lékařství, chemie a další. Vydané patenty pro použití grafenu v bateriích, flexibilní displeje, odsolování mořské vody, pokročilé solární, ultrarychlé mikropočítače.

Vědci v Číně vytvořili nejlehčí materiál na světě - grafen-aerogelu. Je to 7 krát lehčí než vzduch - látky na krychlový metr váží 160 g grafenu-aerogel se vyrábí lyofilizací gel obsahující grafenu a nanotrubičky.

The University of Manchester, kde pracují Geim a Novoselov, britská vláda investovala 60 milionů dolarů vytvořit na jeho základě National Institute of grafenu, což by umožnilo, aby země být na stejné úrovni s nejlepších světových držitelů patentů - Koreji, Číně a ve Spojených státech, kteří začali závod na vytvoření první světové revoluční produkty založené na novém materiálu.

Vyznamenání

Experiment s magnetickou levitaci živých žab nepřinesl docela výsledek, který očekáváte Maykl Berri a Andre Geim. Ig Nobelova cena byla udělena na ně v roce 2000

V roce 2006, Geim získal časopis Scientific American 50.

V roce 2007, Ústav fyziky mu udělil cenu a medaili Mott. Pak Heim byl zvolen Fellow na Royal Society.

Hra a Novoselov rozdělena award 2008 rok, „Evrofizika“ „pro detekci a izolaci monosytného uhlíkové vrstvy a definice pozoruhodnými elektronických vlastností.“ V roce 2009 získal ocenění Kerber.

Dalším bonusem Andreya Geyma, pojmenovaný Dzhona Karti, který mu byl udělen americký Národní akademie věd v roce 2010, byl dán „pro jeho experimentální realizace a vyšetřování grafenu, dvojrozměrný forma uhlíku.“

Také v roce 2010 získal jednu ze šesti čestných profesorem na Royal Society a Hughes medaili „za revoluční objev grafenu a odhalovat své pozoruhodné vlastnosti.“ Zápas byl udělen čestný doktorát z Delft University of Technology, Institute of Technology Zurich, University of Antwerp a Manchesteru.

V roce 2010 se stal rytířem Řádu nizozemského lva za přínos nizozemské vědě. V roce 2012 za zásluhy o sci-Game byl dělán Knight svobodného mládence. Byl zvolen zahraničním členem Akademie věd ve Spojených státech 05. 2012

laureát Nobelovy ceny

Geim a Novoselov za průkopnický výzkum grafenu byla udělena Nobelova cena za fyziku v roce 2010, jednání o udělení, Geim řekl, že neočekával, že si to tento rok, a nebude měnit své plány do budoucna v tomto ohledu. Moderní fyzik doufal, že grafen a jiné dvourozměrné krystaly změní každodenní život lidstva stejným způsobem, stejně jako plast. Ocenění dělal jemu prvního muže, který získal Nobelovu a Ig Nobelovu cenu současně. Přednáška se konala dne 8. prosince 2010 na univerzitě ve Stockholmu.