سر آندری کنستانتینوویچ گیم عضو انجمن سلطنتی، عضو دانشگاه منچستر و فیزیکدان انگلیسی-هلندی متولد روسیه است. او به همراه کنستانتین نووسلوف در سال 2010 جایزه نوبل فیزیک را برای کارش در زمینه گرافن دریافت کرد. او در حال حاضر پروفسور Regius و مدیر مرکز علوم و فناوری نانو در دانشگاه منچستر است.
آندری گیم: بیوگرافی
در تاریخ 21/10/58 در خانواده کنستانتین الکسیویچ گیم و نینا نیکولاونا بایر به دنیا آمد. والدین او مهندسان شوروی الاصل آلمانی بودند. به گفته گیم، مادربزرگ مادرش یهودی بود و او از یهودستیزی رنج می برد، زیرا نام خانوادگی اش یهودی به نظر می رسد. بازی یک برادر ولادیسلاو دارد. در سال 1965 خانواده او به نالچیک نقل مکان کردند، جایی که او در یک مدرسه تخصصی در زبان انگلیسی تحصیل کرد. پس از فارغ التحصیلی با ممتاز، دو بار برای ورود به MEPhI تلاش کرد، اما پذیرفته نشد. سپس به موسسه فیزیک و فناوری مسکو مراجعه کرد و این بار موفق به ورود شد. به گفته ویبه گفته وی، دانش‌آموزان بسیار سخت درس می‌خواندند - فشار آن‌قدر قوی بود که اغلب افراد از کار می‌افتادند و درس‌های خود را رها می‌کردند و برخی در نهایت دچار افسردگی، اسکیزوفرنی و خودکشی می‌شدند.
شغل آکادمیک
آندری گیم دیپلم خود را در سال 1982 دریافت کرد و در سال 1987 دکترای فیزیک فلزات را در موسسه فیزیک حالت جامد آکادمی علوم روسیه در چرنوگولووکا دریافت کرد. به گفته این دانشمند، در آن زمان او نمی خواست این مسیر را دنبال کند و فیزیک ذرات ابتدایی یا اخترفیزیک را ترجیح می داد، اما امروز از انتخاب خود راضی است.
گیم به عنوان محقق در مؤسسه فناوری میکروالکترونیک در آکادمی علوم روسیه و از سال 1990 در دانشگاه های ناتینگهام (دوبار)، باث و کپنهاگ کار کرد. به گفته او، او می توانست در خارج از کشور تحقیق کند و با سیاست سر و کار نداشته باشد، به همین دلیل تصمیم گرفت اتحاد جماهیر شوروی را ترک کند.
کار در هلند
آندری گیم اولین موقعیت تمام وقت خود را در سال 1994، زمانی که استادیار دانشگاه نایمگن شد، جایی که ابررسانایی مزوسکوپی را مطالعه کرد، به دست آورد. او بعداً تابعیت هلند را دریافت کرد. یکی از دانشجویان تحصیلات تکمیلی او کنستانتین نووسلوف بود که شریک اصلی تحقیقاتی او شد. با این حال، به گفته گیم، حرفه آکادمیک او در هلند چندان خوشگل نبود. به او پیشنهاد کرسی استادی در نایمخن و آیندهوون داده شد، اما او آن را رد کرد زیرا سیستم دانشگاهی هلند را بیش از حد سلسله مراتبی و پر از سیاست های کوچک می دانست، این سیستم کاملاً متفاوت از سیستم بریتانیایی است که در آن همه کارکنان از نظر حقوق برابر هستند.گیم بعداً در سخنرانی نوبل خود گفت که این وضعیت کمی سورئال است، زیرا در خارج از دیوار دانشگاه همه جا از او به گرمی استقبال می شد، از جمله سرپرست خود و سایر دانشمندان.
مهاجرت به انگلستان
در سال 2001، گیم به عنوان پروفسور فیزیک در دانشگاه منچستر منصوب شد و در سال 2002 به عنوان مدیر مرکز علم و فناوری نانو منچستر و پروفسور لانگ‌ورثی منصوب شد. همسر و همکار قدیمی او ایرینا گریگوریوا نیز به عنوان معلم به منچستر نقل مکان کرد. بعداً کنستانتین نووسلوف به آنها پیوست. از سال 2007، گیم عضو ارشد شورای تحقیقات مهندسی و علوم فیزیکی است. در سال 2010، دانشگاه نایمگن او را به عنوان استاد مواد نوآورانه و علوم نانو منصوب کرد.
تحقیق
Game با همکاری دانشمندان دانشگاه منچستر و IMT راهی ساده برای جداسازی یک لایه منفرد از اتم‌های گرافیت، به نام گرافن، پیدا کرده است. در اکتبر 2004، این گروه یافته های خود را در مجله Science منتشر کرد.
گرافن از لایه ای کربن تشکیل شده است که اتم های آن به شکل شش ضلعی های دو بعدی قرار گرفته اند. این نازک ترین ماده در جهان، و همچنین یکی از قوی ترین و سخت ترین است. این ماده کاربردهای بالقوه زیادی دارد و جایگزین عالی برای سیلیکون است. گیم گفت: یکی از اولین کاربردهای گرافن می تواند توسعه صفحه نمایش های لمسی انعطاف پذیر باشد. او ماده جدید را ثبت اختراع نکرد زیرا نیاز به یک ماده خاص دارددامنه و شریک در صنعت.
این فیزیکدان در حال ساخت یک چسب بیومیمتیک بود که به دلیل چسبندگی اندام های مارمولک به نوار مارمولک معروف شد. این مطالعات هنوز در مراحل اولیه خود هستند، اما در حال حاضر این امیدواری را ایجاد می کند که در آینده افراد می توانند مانند مرد عنکبوتی از سقف بالا بروند.
در سال 1997، گیم تأثیرات مغناطیس بر روی آب را مورد مطالعه قرار داد، که منجر به کشف معروف شناور مستقیم دیامغناطیسی آب شد، که به دلیل نمایش یک قورباغه در حال شناور شدن، به طور گسترده ای شناخته شد. او همچنین روی ابررسانایی و فیزیک مزوسکوپی کار کرد.
در مورد انتخاب رشته‌ها برای تحقیق خود، گیم گفت که از رویکرد بسیاری برای انتخاب رشته برای دکتری خود و ادامه همان موضوع تا زمان بازنشستگی متنفر است. قبل از اینکه اولین موقعیت تمام وقت خود را بدست آورد، پنج بار موضوع خود را تغییر داد و این به او کمک کرد تا چیزهای زیادی یاد بگیرد.
در مقاله ای در سال 2001، او همستر مورد علاقه خود را تیشا به عنوان نویسنده مشترک نام برد.
تاریخچه کشف گرافن
یک عصر پاییزی در سال 2002 آندری گیم به کربن فکر می کرد. او در مواد نازک میکروسکوپی تخصص داشت و متعجب بود که چگونه نازک ترین لایه های ماده می توانند تحت شرایط آزمایشی خاص رفتار کنند. گرافیت، متشکل از فیلم‌های تک اتمی، کاندیدای واضحی برای تحقیق بود، اما روش‌های استاندارد برای جداسازی نمونه‌های بسیار نازک، بیش از حد گرم می‌شود و آن را از بین می‌برد. بنابراین گیم یکی از دانشجویان جدید فارغ التحصیل به نام دا جیانگ را منصوب کرد.سعی کنید با صیقل دادن یک کریستال گرافیت به اندازه یک اینچ، تا حد ممکن یک نمونه نازک، حتی چند صد لایه اتم به دست آورید. چند هفته بعد، جیانگ یک دانه کربن در یک ظرف پتری آورد. پس از بررسی زیر میکروسکوپ، گیم از او خواست تا دوباره تلاش کند. جیانگ گفت که این تمام چیزی است که از کریستال باقی مانده است. در حالی که گیم به شوخی او را به خاطر پاک کردن یک کوه برای به دست آوردن یک دانه شن سرزنش می کرد، یکی از سالمندانش توده هایی از نوار مستعمل را در سطل زباله دید که قسمت چسبناک آن با یک لایه خاکستری و کمی براق از بقایای گرافیت پوشانده شده بود.
در آزمایشگاه‌های سراسر جهان، محققان از نوار برای آزمایش خواص چسبندگی نمونه‌های آزمایشی استفاده می‌کنند. لایه‌های کربنی که گرافیت را تشکیل می‌دهند به‌طور سست به هم متصل می‌شوند (از سال 1564، این ماده در مداد استفاده می‌شود، زیرا اثری قابل مشاهده بر روی کاغذ می‌گذارد)، به طوری که نوار چسب به راحتی فلس‌ها را جدا می‌کند. بازی یک تکه نوار چسب را زیر میکروسکوپ قرار داد و متوجه شد که ضخامت گرافیت نازک‌تر از چیزی است که تاکنون دیده بود. با تا کردن، فشردن و جدا کردن نوار، او توانست به لایه‌های نازک‌تری دست یابد.
بازی برای اولین بار موفق شد یک ماده دو بعدی را جدا کند: یک لایه تک اتمی کربن، که در زیر میکروسکوپ اتمی شبیه یک شبکه مسطح از شش ضلعی است که یادآور لانه زنبوری است. فیزیکدانان نظری چنین ماده ای را گرافن نامیدند، اما تصور نمی کردند که می توان آن را در دمای اتاق به دست آورد. به نظر آنها این بود که این ماده به توپ های میکروسکوپی متلاشی می شود. در عوض، بازی دید که گرافن در یک باقی مانده استصفحه ای که با تثبیت ماده موج می زند.
گرافن: خواص قابل توجه
Andrei Game از دانشجوی فارغ التحصیل کنستانتین نووسلوف کمک گرفت و آنها چهارده ساعت در روز شروع به مطالعه یک ماده جدید کردند. در طی دو سال بعد، آنها یک سری آزمایش انجام دادند و در طی آن خواص شگفت انگیز این ماده را کشف کردند. الکترون‌ها به دلیل ساختار منحصربه‌فرد خود، بدون اینکه تحت تأثیر لایه‌های دیگر قرار گیرند، می‌توانند بدون مانع و با سرعت غیرعادی در شبکه حرکت کنند. رسانایی گرافن هزاران بار بیشتر از رسانایی مس است. اولین مکاشفه بازی مشاهده یک "اثر میدانی" مشخص بود که در حضور میدان الکتریکی رخ می‌دهد که امکان کنترل رسانایی را فراهم می‌کند. این اثر یکی از مشخصه های تعیین کننده سیلیکون مورد استفاده در تراشه های کامپیوتری است. این نشان می دهد که گرافن می تواند جایگزینی باشد که سازندگان کامپیوتر سال ها به دنبال آن بودند.
راهی به سوی شناخت
Game و Konstantin Novoselov مقاله ای سه صفحه ای نوشتند که اکتشافات خود را توصیف کردند. این دو بار توسط نیچر رد شد، یکی از داوران گفت که جداسازی یک ماده دو بعدی پایدار غیرممکن است، و دیگری "پیشرفت علمی کافی" را در آن مشاهده نکرد. اما در اکتبر 2004، مقاله‌ای با عنوان «اثر میدان الکتریکی در فیلم‌های کربن ضخیم اتمی» در ژورنال Science منتشر شد که تأثیر زیادی بر دانشمندان گذاشت - در مقابل چشمان آنها، فانتزی به واقعیت تبدیل شد.
بهمنی از اکتشافات
آزمایشگاه ها در سراسر جهان با استفاده از تکنیک نوار چسب Geim تحقیقات خود را آغاز کردند و دانشمندان خواص دیگری از گرافن را شناسایی کردند. اگرچه این نازک ترین ماده در جهان بود، اما 150 برابر قوی تر از فولاد بود. ثابت شد که گرافن مانند لاستیک چکش خوار است و می تواند تا 120 درصد طول خود کشیده شود. به لطف تحقیقات فیلیپ کیم و سپس دانشمندان دانشگاه کلمبیا، مشخص شد که این ماده حتی از آنچه قبلاً کشف شده بود رسانای الکتریکی بیشتری دارد. کیم گرافن را در خلاء قرار داد که در آن هیچ ماده دیگری نمی توانست حرکت ذرات زیر اتمی آن را کاهش دهد و نشان داد که دارای "تحرک" است - سرعتی که بار الکتریکی در یک نیمه هادی حرکت می کند - 250 برابر سریعتر از سیلیکون.
مسابقه فنی
در سال 2010، شش سال پس از کشف آندری گیم و کنستانتین نووسلوف، جایزه نوبل بالاخره به آنها اعطا شد. در آن زمان، رسانه ها گرافن را یک "ماده شگفت انگیز" نامیدند، ماده ای که "می تواند جهان را تغییر دهد." محققان دانشگاهی در زمینه‌های فیزیک، مهندسی برق، پزشکی، شیمی و غیره با او تماس گرفتند. پتنت‌هایی برای استفاده از گرافن در باتری‌ها، صفحه نمایش‌های انعطاف‌پذیر، سیستم‌های نمک‌زدایی آب، سلول‌های خورشیدی پیشرفته، میکروکامپیوترهای فوق سریع صادر شد.
دانشمندان در چین سبک ترین ماده جهان - گرافن آئروژل را ساخته اند. این 7 برابر سبک‌تر از هوا است - یک متر مکعب ماده تنها 160 گرم وزن دارد. آئروژل گرافن با خشک کردن انجمادی ژل حاوی گرافن و نانولوله‌ها ایجاد می‌شود.
به دانشگاه منچستر،در جایی که Game و Novoselov کار می کنند، دولت بریتانیا 60 میلیون دلار برای ایجاد مؤسسه ملی گرافن بر اساس آن سرمایه گذاری کرد، که به کشور اجازه می دهد با بهترین دارندگان حق ثبت اختراع جهان - کره، چین و ایالات متحده، که شروع به کار کردند، برابری کند. رقابت برای ایجاد اولین محصولات انقلابی جهان بر اساس مواد جدید.
عناوین و جوایز افتخاری
آزمایشی با شناور مغناطیسی یک قورباغه زنده نتیجه ای را که مایکل بری و آندری گیم انتظار داشتند را به همراه نداشت. جایزه ایگ نوبل در سال 2000 به آنها اعطا شد
در سال 2006 بازی جایزه Scientific American 50 را دریافت کرد.
در سال 2007، مؤسسه فیزیک به او جایزه و مدال موت اعطا کرد. در همان زمان، گیم به عنوان عضو انجمن سلطنتی انتخاب شد.
Game و Novoselov جایزه Europhysics 2008 را برای کشف و جداسازی لایه تک اتمی کربن و تعیین خواص الکترونیکی قابل توجه آن به اشتراک گذاشتند. در سال 2009، او جایزه کربر را دریافت کرد.
جایزه آندره گیم جان کارتی در سال ۲۰۱۰ از آکادمی ملی علوم ایالات متحده «به خاطر درک و مطالعه تجربی او درباره گرافن، شکل دوبعدی کربن» اعطا شد.
همچنین در سال 2010، او یکی از شش مقام استادی افتخاری انجمن سلطنتی و مدال هیوز "برای کشف انقلابی گرافن و خواص قابل توجه آن" را دریافت کرد. Geim دکترای افتخاری از دانشگاه فناوری دلفت، ETH زوریخ، دانشگاه‌ها اعطا شده استآنتورپ و منچستر.
در سال 2010 به دلیل کمک هایش به علم هلند نشان شیر هلند را دریافت کرد. در سال 2012، برای خدمات به علم، Game به شوالیه های لیسانس ارتقا یافت. او در می 2012 به عنوان عضو مسئول خارجی آکادمی علوم ایالات متحده انتخاب شد
برنده جایزه نوبل
Game و Novoselov جایزه نوبل فیزیک 2010 را برای کار پیشگام خود در زمینه گرافن دریافت کردند. گیم با شنیدن این جایزه گفت که انتظار دریافت آن را در سال جاری نداشت و برنامه ای برای تغییر برنامه های فوری خود ندارد. یک فیزیکدان مدرن ابراز امیدواری کرده است که گرافن و سایر کریستال های دو بعدی زندگی روزمره بشر را به همان شیوه پلاستیک تغییر دهند. این جایزه او را به اولین کسی تبدیل کرد که برنده جایزه نوبل و جایزه ایگ نوبل به طور همزمان شد. این سخنرانی در 8 دسامبر 2010 در دانشگاه استکهلم برگزار شد.
