Андрей Гейм
Андрей Константинович Гейм (род. 21 октября 1958) — нидерландско-британский физик русского происхождения. Совместно с Константином Новосёловым он получил в 2010 году Нобелевскую премию по физике за новаторские эксперименты с графеном.
Тем самым он стоит у истоков материала, на котором строится нейтриновольтаика.
Путь
Гейм родился в российском Сочи в семье родителей немецкого происхождения — семья принадлежала к российским немцам, что в Советском Союзе было связано с недостатками. Вступительный экзамен в Московский физико-технический институт он сдал лишь с третьей попытки; по его собственному изложению, происхождение при этом было не без значения.
В 1987 году он защитил диссертацию в Черноголовке. Через этапы в Ноттингеме, Копенгагене и Неймегене он попал в 2001 году в University of Manchester, где ведёт исследования по сей день.
Пятничные вечерние опыты
В Манчестере Гейм ввёл привычку, которую называл Friday night experiments: раз в неделю он и его сотрудники могли работать над чем-то, что не имело отношения к текущему финансируемому проекту и исход чего был совершенно открыт.
Мысль за этим серьёзнее, чем звучит. Заявки на финансирование требуют, чтобы заранее знали, что получится. Тем самым отпадает то, что не поддаётся планированию, — а именно там иногда и лежит интересное.
Из этой привычки вышли два очень разных результата.
Первым была парящая лягушка. Гейм показал совместно с Майклом Берри, что воду — а тем самым и живую лягушку — можно диамагнитно заставить парить в сильном магнитном поле. За это он получил в 2000 году Шнобелевскую премию, шутливую награду за исследования, которые сначала заставляют смеяться, а потом задуматься.
Вторым был графен.
Тем самым Гейм по сей день единственный человек, получивший и Шнобелевскую премию, и Нобелевскую премию, — обстоятельство, которое он и сам охотно упоминает, потому что оно подтверждает, что бесцельное любопытство окупается.
Графен с клейкой лентой
В 2004 году Гейму и Новосёлову удалось то, на чём другие потерпели неудачу с дорогостоящими методами: получение единственного слоя атомов углерода.
Инструментом была обычная клейкая лента. Её прижимают к графиту, отрывают, складывают, отрывают снова — и в какой-то момент остаётся слой толщиной в один-единственный атом. Он был перенесён на кремниевую пластинку, где его можно было различить под световым микроскопом.
Толчок пришёл от побочного обстоятельства: в электронной микроскопии графитовые образцы чистят, снимая верхний слой клейкой лентой. Использованная лента обыкновенно оказывалась в мусоре. Группа Гейма к ней присмотрелась.
Простота метода и была настоящим прорывом. Она сделала графен доступным для любой лаборатории мира, и число публикаций за несколько лет выросло до десятков тысяч.
Почему графен так примечателен
Графен — первый двумерный материал вообще. Он проводит ток лучше меди, прочнее на разрыв, чем сталь, почти прозрачен и непроницаем даже для атомов гелия. Его электроны ведут себя так, будто у них нет массы.
Для нейтриновольтаики решающим является другое свойство: слой из единственной атомной прослойки есть сплошная поверхность. Нет никакой внутренности, в которой что-то могло бы потеряться. Именно на это нацелено устройство из многих чередующихся слоёв, которое описывает патент WO2016142056A1.
Прочее
Гейм разработал сверх того клейкую плёнку по образцу лапок геккона и исследует мембраны из оксида графена, которые пропускают воду и задерживают соли. В 2012 году он был возведён в британское рыцарское достоинство.
Связанные понятия
- Константин Новосёлов — его солауреат
- Графен — материал
- Легированный графен — целенаправленное изменение
- Пол Тибадо — графен как источник энергии
Источники
- K. S. Novoselov, A. K. Geim и др.: Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films, Science 306, 666 (2004).
- Нобелевский фонд: Нобелевская премия по физике 2010 года, обоснование и Нобелевская лекция.