Sir Andrey Konstantinovich Geim adalah Anggota Royal Society, rekan dari Universitas Manchester dan fisikawan Inggris-Belanda kelahiran Rusia. Bersama Konstantin Novoselov, ia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisika pada 2010 untuk karyanya pada graphene. Saat ini ia adalah Profesor Regius dan Direktur Pusat Meso-Ilmu Pengetahuan dan Nanoteknologi di Universitas Manchester.
Andrey Geim: biografi
Lahir pada 21/10/58 di keluarga Konstantin Alekseevich Geim dan Nina Nikolaevna Bayer. Orang tuanya adalah insinyur Soviet asal Jerman. Menurut Geim, nenek ibunya adalah orang Yahudi dan dia menderita anti-Semitisme karena nama belakangnya terdengar Yahudi. Game memiliki saudara Vladislav. Pada tahun 1965 keluarganya pindah ke Nalchik, di mana ia belajar di sekolah yang mengkhususkan diri dalam bahasa Inggris. Setelah lulus dengan pujian, ia dua kali mencoba masuk MEPHI, tetapi tidak diterima. Kemudian dia melamar ke Institut Fisika dan Teknologi Moskow, dan kali ini dia berhasil masuk. Menurut diaMenurutnya, para siswa belajar sangat keras - tekanannya begitu kuat sehingga sering kali orang putus asa dan meninggalkan studi mereka, dan beberapa berakhir dengan depresi, skizofrenia, dan bunuh diri.
Karier akademik
Andrey Geim menerima diploma pada tahun 1982, dan pada tahun 1987 ia menjadi PhD dalam fisika logam di Institut Fisika Keadaan Padat dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia di Chernogolovka. Menurut ilmuwan tersebut, saat itu dia tidak ingin mengejar arah ini, lebih memilih fisika partikel dasar atau astrofisika, tetapi hari ini dia puas dengan pilihannya.
Game bekerja sebagai peneliti di Institut Teknologi Mikroelektronika di Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, dan sejak tahun 1990 di Universitas Nottingham (dua kali), Bath dan Kopenhagen. Menurutnya, dia bisa melakukan penelitian di luar negeri, dan tidak berurusan dengan politik, itulah sebabnya dia memutuskan untuk meninggalkan Uni Soviet.
Bekerja di Belanda
Andrey Geim mengambil posisi penuh waktu pertamanya pada tahun 1994, ketika ia menjadi asisten profesor di Universitas Nijmegen, di mana ia mempelajari superkonduktivitas mesoscopic. Ia kemudian menerima kewarganegaraan Belanda. Salah satu mahasiswa pascasarjananya adalah Konstantin Novoselov, yang menjadi mitra penelitian utamanya. Namun, menurut Geim, karir akademisnya di Belanda masih jauh dari cerah. Ia ditawari jabatan profesor di Nijmegen dan Eindhoven, namun ia menolaknya karena ia menganggap sistem akademik Belanda terlalu hierarkis dan penuh dengan politik kecil, sangat berbeda dengan Inggris, di mana setiap karyawan memiliki hak yang sama. Dalam kuliah Nobelnya, Game kemudian mengatakan bahwa situasi ini agak tidak nyata, karena di luar tembok universitas ia disambut hangat di mana-mana, termasuk supervisornya dan ilmuwan lainnya.
Pindah ke Inggris
Pada tahun 2001, Game menjadi Profesor Fisika di Universitas Manchester, dan pada tahun 2002 diangkat sebagai Direktur Pusat Sains dan Nanoteknologi Manchester dan Profesor Langworthy. Istri dan kolaborator lamanya Irina Grigorieva juga pindah ke Manchester sebagai guru. Kemudian Konstantin Novoselov bergabung dengan mereka. Sejak 2007, Game telah menjadi Anggota Senior di Dewan Riset Teknik dan Ilmu Fisika. Pada tahun 2010, Universitas Nijmegen mengangkatnya sebagai Profesor Bahan Inovatif dan Nanosains.
Penelitian
Game telah menemukan cara sederhana untuk mengisolasi satu lapisan atom grafit, yang dikenal sebagai graphene, bekerja sama dengan para ilmuwan dari University of Manchester dan IMT. Pada Oktober 2004, kelompok tersebut mempublikasikan temuan mereka di jurnal Science.
Grafena terdiri dari lapisan karbon, yang atom-atomnya tersusun dalam bentuk segi enam dua dimensi. Ini adalah bahan tertipis di dunia, serta salah satu yang terkuat dan terkeras. Zat ini memiliki banyak kegunaan potensial dan merupakan alternatif yang sangat baik untuk silikon. Salah satu kegunaan pertama graphene adalah pengembangan layar sentuh fleksibel, kata Geim. Dia tidak mematenkan materi baru karena itu akan membutuhkan tertentulingkup dan mitra dalam industri.
Fisikawan itu sedang mengembangkan perekat biomimetik yang kemudian dikenal sebagai pita tokek karena lengketnya tungkai tokek. Studi-studi ini masih dalam tahap awal, tetapi sudah memberikan harapan bahwa di masa depan orang akan dapat memanjat langit-langit seperti Spider-Man.
Pada tahun 1997, Game mempelajari efek magnetisme pada air, yang mengarah pada penemuan terkenal tentang levitasi diamagnetik langsung air, yang menjadi dikenal luas karena demonstrasi katak yang melayang. Dia juga bekerja pada superkonduktivitas dan fisika mesoscopic.
Mengenai pilihan mata pelajaran untuk penelitiannya, Game mengatakan bahwa dia membenci pendekatan banyak orang yang memilih mata pelajaran untuk gelar PhD mereka dan kemudian melanjutkan mata pelajaran yang sama hingga pensiun. Sebelum dia mendapatkan posisi penuh waktu pertamanya, dia mengubah subjeknya lima kali dan itu membantunya belajar banyak.
Dalam makalah tahun 2001, ia menamai hamster kesayangannya Tisha sebagai rekan penulis.
Sejarah penemuan graphene
Suatu malam musim gugur di tahun 2002 Andrey Geim sedang memikirkan tentang karbon. Dia mengkhususkan diri dalam bahan mikroskopis tipis dan bertanya-tanya bagaimana lapisan tertipis materi dapat berperilaku di bawah kondisi eksperimental tertentu. Grafit, terdiri dari film monoatomik, adalah kandidat yang jelas untuk penelitian, tetapi metode standar untuk mengisolasi sampel ultra tipis akan menjadi terlalu panas dan menghancurkannya. Jadi Game menugaskan salah satu mahasiswa pascasarjana baru, Da Jiang,cobalah untuk mendapatkan sampel setipis mungkin, bahkan beberapa ratus lapisan atom, dengan memoles kristal grafit berukuran satu inci. Beberapa minggu kemudian, Jiang membawa sebutir karbon dalam cawan petri. Setelah memeriksanya di bawah mikroskop, Game memintanya untuk mencoba lagi. Jiang berkata bahwa hanya ini yang tersisa dari kristal. Sementara Game dengan bercanda mencela dia karena menyeka gunung untuk mendapatkan sebutir pasir, salah satu seniornya melihat gumpalan selotip bekas di keranjang sampah, yang sisi lengketnya ditutupi lapisan abu-abu, sedikit mengkilat dari residu grafit.
Di laboratorium di seluruh dunia, peneliti menggunakan selotip untuk menguji sifat perekat sampel eksperimental. Lapisan karbon yang membentuk grafit terikat secara longgar (sejak 1564, bahan ini digunakan dalam pensil, karena meninggalkan bekas yang terlihat di atas kertas), sehingga pita perekat dengan mudah memisahkan sisik. Game menempatkan sepotong lakban di bawah mikroskop dan menemukan bahwa ketebalan grafit lebih tipis dari apa yang telah dilihatnya sejauh ini. Dengan melipat, meremas, dan menarik selotip, ia berhasil mencapai lapisan yang lebih tipis.
Game berhasil mengisolasi material dua dimensi untuk pertama kalinya: lapisan karbon monoatomik, yang di bawah mikroskop atom terlihat seperti kisi datar segi enam, mengingatkan pada sarang lebah. Fisikawan teoretis menyebut zat semacam itu graphene, tetapi mereka tidak berasumsi bahwa itu dapat diperoleh pada suhu kamar. Tampaknya bagi mereka bahwa materi itu akan hancur menjadi bola-bola mikroskopis. Sebaliknya, Game melihat bahwa graphene tetap berada di satubidang yang beriak saat materi stabil.
Grafena: sifat luar biasa
Andrei Game meminta bantuan mahasiswa pascasarjana Konstantin Novoselov, dan mereka mulai mempelajari zat baru empat belas jam sehari. Selama dua tahun berikutnya, mereka melakukan serangkaian eksperimen, di mana mereka menemukan sifat material yang menakjubkan. Karena strukturnya yang unik, elektron, tanpa dipengaruhi oleh lapisan lain, dapat bergerak melalui kisi tanpa hambatan dan sangat cepat. Konduktivitas graphene ribuan kali lebih besar dari tembaga. Wahyu pertama Game adalah pengamatan diucapkan "efek medan" yang terjadi di hadapan medan listrik, yang memungkinkan kontrol konduksi. Efek ini adalah salah satu karakteristik yang menentukan dari silikon yang digunakan dalam chip komputer. Ini menunjukkan bahwa graphene bisa menjadi pengganti yang telah dicari oleh produsen komputer selama bertahun-tahun.
Jalan menuju pengakuan
Game dan Konstantin Novoselov menulis makalah tiga halaman yang menjelaskan penemuan mereka. Itu ditolak dua kali oleh Alam, dengan satu pengulas mengatakan bahwa mengisolasi bahan dua dimensi yang stabil tidak mungkin, dan yang lain tidak melihat "kemajuan ilmiah yang memadai" di dalamnya. Tetapi pada bulan Oktober 2004, sebuah artikel berjudul "Efek Medan Listrik dalam Film Karbon Tebal Secara Atom" diterbitkan di jurnal Science, membuat kesan yang luar biasa bagi para ilmuwan - di depan mata mereka, fantasi menjadi kenyataan.
Longsor Penemuan
Laboratorium di seluruh dunia memulai penelitian menggunakan teknik pita perekat Geim, dan para ilmuwan telah mengidentifikasi sifat lain dari graphene. Meskipun itu adalah bahan tertipis di alam semesta, itu 150 kali lebih kuat dari baja. Grafena terbukti dapat ditempa, seperti karet, dan dapat meregang hingga 120% dari panjangnya. Berkat penelitian Philip Kim, dan kemudian para ilmuwan di Universitas Columbia, ditemukan bahwa bahan ini bahkan lebih konduktif secara elektrik daripada yang ditemukan sebelumnya. Kim menempatkan graphene dalam ruang hampa di mana tidak ada bahan lain yang dapat memperlambat pergerakan partikel subatomiknya, dan menunjukkan bahwa ia memiliki "mobilitas" - kecepatan perjalanan muatan listrik melalui semikonduktor - 250 kali lebih cepat daripada silikon.
Balapan teknologi
Pada tahun 2010, enam tahun setelah penemuan yang dibuat oleh Andrei Geim dan Konstantin Novoselov, Hadiah Nobel diberikan kepada mereka. Saat itu, media menyebut graphene sebagai "bahan ajaib", zat yang "bisa mengubah dunia." Dia didekati oleh peneliti akademis di bidang fisika, teknik listrik, kedokteran, kimia, dll. Paten dikeluarkan untuk penggunaan graphene dalam baterai, layar fleksibel, sistem desalinasi air, sel surya canggih, mikrokomputer ultra-cepat.
Ilmuwan di Cina telah menciptakan bahan paling ringan di dunia - aerogel graphene. Ini 7 kali lebih ringan dari udara - satu meter kubik materi beratnya hanya 160 g. Aerogel graphene dibuat dengan mengeringkan gel yang mengandung graphene dan nanotube.
Ke Universitas Manchester,di mana Game dan Novoselov bekerja, pemerintah Inggris menginvestasikan $60 juta untuk mendirikan Institut Grafena Nasional atas dasar itu, yang akan memungkinkan negara tersebut setara dengan pemegang paten terbaik dunia - Korea, Cina, dan Amerika Serikat, yang memulai berlomba untuk menciptakan produk revolusioner pertama di dunia berdasarkan material baru.
Gelar dan penghargaan kehormatan
Eksperimen dengan levitasi magnetik katak hidup tidak memberikan hasil yang diharapkan Michael Berry dan Andrey Game. Hadiah Nobel Ig diberikan kepada mereka pada tahun 2000
Pada tahun 2006 Game menerima penghargaan Scientific American 50.
Pada tahun 2007, Institut Fisika memberinya Penghargaan dan Medali Mott. Pada saat yang sama, Game terpilih sebagai Anggota Royal Society.
Game dan Novoselov berbagi Penghargaan Eurofisika 2008 "untuk penemuan dan isolasi lapisan monoatomik karbon dan penentuan sifat elektroniknya yang luar biasa." Pada tahun 2009, ia menerima Penghargaan Kerber.
Penghargaan Andre Geim John Carthy 2010 dari Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional AS diberikan "untuk realisasi eksperimental dan studinya tentang graphene, bentuk karbon dua dimensi."
Juga pada tahun 2010, ia menerima salah satu dari enam gelar profesor kehormatan Royal Society dan Hughes Medal "untuk penemuan revolusioner graphene dan sifat-sifatnya yang luar biasa." Geim telah dianugerahi gelar doktor kehormatan dari Universitas Teknologi Delft, ETH Zurich, UniversitasAntwerpen dan Manchester.
Pada tahun 2010 ia dianugerahi Ordo Singa Belanda atas kontribusinya pada ilmu pengetahuan Belanda. Pada 2012, untuk layanan sains, Game dipromosikan menjadi ksatria bujangan. Ia terpilih sebagai Anggota Korespondensi Asing dari Akademi Ilmu Pengetahuan Amerika Serikat pada Mei 2012
Peraih Nobel
Game dan Novoselov dianugerahi Hadiah Nobel Fisika 2010 untuk karya perintis mereka di graphene. Mendengar tentang penghargaan tersebut, Game mengatakan dia tidak berharap untuk menerimanya tahun ini dan tidak memiliki rencana untuk mengubah rencananya segera. Seorang fisikawan modern telah mengungkapkan harapan bahwa graphene dan kristal dua dimensi lainnya akan mengubah kehidupan sehari-hari umat manusia dengan cara yang sama seperti yang dilakukan plastik. Penghargaan tersebut menjadikannya orang pertama yang memenangkan Hadiah Nobel dan Hadiah Ig Nobel secara bersamaan. Kuliah berlangsung pada tanggal 8 Desember 2010 di Universitas Stockholm.
