Սըր Անդրեյ Կոնստանտինովիչ Գեյմը Թագավորական ընկերության անդամ է, Մանչեսթերի համալսարանի անդամ և ռուսաստանաբնակ բրիտանացի հոլանդացի ֆիզիկոս: Կոնստանտին Նովոսելովի հետ 2010 թվականին նա արժանացել է ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի՝ գրաֆենի վրա կատարած աշխատանքի համար։ Նա ներկայումս հանդիսանում է ռեգիուսի պրոֆեսոր և Մանչեսթերի համալսարանի Միջազգային գիտության և նանոտեխնոլոգիայի կենտրոնի տնօրեն:
Անդրեյ Գեյմ. կենսագրություն
Ծնվել է 21.10.58-ին Կոնստանտին Ալեքսեևիչ Գեյմի և Նինա Նիկոլաևնա Բայերի ընտանիքում։ Նրա ծնողները գերմանական ծագմամբ խորհրդային ինժեներներ էին։ Գեյմի խոսքով՝ իր մոր տատիկը հրեա էր, և նա տառապում էր հակասեմիտիզմով, քանի որ իր ազգանունը հրեական է հնչում։ Խաղն ունի եղբայր Վլադիսլավ. 1965 թվականին նրա ընտանիքը տեղափոխվել է Նալչիկ, որտեղ սովորել է անգլերենի մասնագիտացված դպրոցում։ Գերազանցությամբ ավարտելուց հետո նա երկու անգամ փորձել է ընդունվել MEPhI, սակայն չի ընդունվել։ Հետո դիմեց Մոսկվայի ֆիզիկատեխնիկական ինստիտուտ, այս անգամ հասցրեց ընդունվել։ Նրա խոսքովՆրա խոսքով` ուսանողները շատ ծանր էին սովորում. ճնշումն այնքան ուժեղ էր, որ հաճախ մարդիկ կոտրվում էին և թողնում ուսումը, իսկ ոմանք ի վերջո հայտնվեցին դեպրեսիայի, շիզոֆրենիայի և ինքնասպանության մեջ:
Ակադեմիական կարիերա
Անդրեյ Գեյմը ստացել է իր դիպլոմը 1982 թվականին, իսկ 1987 թվականին նա դարձել է մետաղների ֆիզիկայի դոկտոր Չեռնոգոլովկայի Ռուսաստանի Գիտությունների ակադեմիայի պինդ մարմնի ֆիզիկայի ինստիտուտում։ Գիտնականի խոսքով՝ այն ժամանակ նա չէր ցանկանում այս ուղղությունը հետապնդել՝ նախընտրելով տարրական մասնիկների ֆիզիկան կամ աստղաֆիզիկան, սակայն այսօր գոհ է իր ընտրությունից։
Գեյմը որպես գիտաշխատող աշխատել է Ռուսաստանի գիտությունների ակադեմիայի Միկրոէլեկտրոնիկայի տեխնոլոգիայի ինստիտուտում, իսկ 1990 թվականից՝ Նոթինգհեմի (երկու անգամ), Բաթի և Կոպենհագենի համալսարաններում: Նրա խոսքով, ինքը կարող էր արտերկրում ուսումնասիրություններ անել, այլ ոչ թե քաղաքականությամբ զբաղվել, ինչի պատճառով էլ որոշել է լքել ԽՍՀՄ-ը։
Աշխատանք Նիդեռլանդներում
Անդրեյ Գեյմը զբաղեցրեց իր առաջին լրիվ դրույքով պաշտոնը 1994 թվականին, երբ նա դարձավ Նայմեգենի համալսարանի ասիստենտ, որտեղ նա ուսումնասիրեց մեզոսկոպիկ գերհաղորդականությունը: Հետագայում նա ստացել է Հոլանդիայի քաղաքացիություն։ Նրա ասպիրանտներից էր Կոնստանտին Նովոսելովը, ով դարձավ նրա հիմնական հետազոտական գործընկերը։ Այնուամենայնիվ, ըստ Գեյմի, Նիդեռլանդներում իր ակադեմիական կարիերան հեռու էր վարդագույն լինելուց: Նրան առաջարկեցին պրոֆեսորի պաշտոններ Նայմեգենում և Էյնդհովենում, բայց նա մերժեց այն, քանի որ նա գտավ հոլանդական ակադեմիական համակարգը չափազանց հիերարխիկ և լի մանր քաղաքականությամբ, այն բոլորովին տարբերվում է բրիտանականից, որտեղ յուրաքանչյուր աշխատող իրավահավասար է:Իր Նոբելյան դասախոսության ժամանակ Գեյմը ավելի ուշ ասաց, որ այս իրավիճակը մի փոքր սյուրռեալիստական էր, քանի որ համալսարանի պատերից դուրս նրան ջերմորեն ողջունում էին ամենուր, այդ թվում՝ իր ղեկավարին և այլ գիտնականներին:
Տեղափոխում Մեծ Բրիտանիա
2001 թվականին Գեյմը դարձավ Մանչեսթերի համալսարանի ֆիզիկայի պրոֆեսոր, իսկ 2002 թվականին նշանակվեց Մանչեսթերի Միջազգային գիտության և նանոտեխնոլոգիայի կենտրոնի տնօրեն և պրոֆեսոր Լանգվորտին: Նրա կինը և երկարամյա գործընկեր Իրինա Գրիգորիևան նույնպես տեղափոխվել է Մանչեսթեր՝ որպես ուսուցչուհի։ Ավելի ուշ նրանց միացավ Կոնստանտին Նովոսելովը։ 2007 թվականից Գեյմը ճարտարագիտության և ֆիզիկական գիտությունների հետազոտական խորհրդի ավագ գիտաշխատող է: 2010 թվականին Նայմեգենի համալսարանը նրան նշանակել է նորարար նյութերի և նանոգիտության պրոֆեսոր։
Հետազոտություն
Game-ը Մանչեսթերի համալսարանի և IMT-ի գիտնականների հետ համատեղ գտել է գրաֆիտի ատոմների մեկ շերտը, որը հայտնի է որպես գրաֆեն, մեկուսացնելու պարզ միջոց: 2004 թվականի հոկտեմբերին խումբը հրապարակեց իր արդյունքները Science ամսագրում:
Գրաֆենը բաղկացած է ածխածնի շերտից, որի ատոմները դասավորված են երկչափ վեցանկյունների տեսքով։ Այն աշխարհի ամենաբարակ նյութն է, ինչպես նաև ամենաամուր և կարծրներից մեկը: Նյութը ունի բազմաթիվ պոտենցիալ օգտագործում և հիանալի այլընտրանք է սիլիցիումին: Գրաֆենի առաջին օգտագործումներից մեկը կարող է լինել ճկուն սենսորային էկրանների մշակումը, ասել է Գեյմը: Նա չի արտոնագրել նոր նյութը, քանի որ այն կպահանջի որոշակիշրջանակը և արդյունաբերության գործընկերը։
Ֆիզիկոսը մշակում էր բիոմիմետիկ սոսինձ, որը հայտնի դարձավ որպես գեկո ժապավեն՝ գեկոյի վերջույթների կպչունության պատճառով: Այս ուսումնասիրությունները դեռ վաղ փուլում են, բայց արդեն հույս են ներշնչում, որ ապագայում մարդիկ կկարողանան մագլցել առաստաղներ, ինչպես Spider-Man-ը:
1997 թվականին Գեյմը ուսումնասիրեց մագնիսականության ազդեցությունը ջրի վրա, ինչը հանգեցրեց ջրի ուղիղ դիամագնիսական բարձրացման հայտնի բացահայտմանը, որը լայնորեն հայտնի դարձավ բարձրացող գորտի ցուցադրման շնորհիվ։ Նա նաև աշխատել է գերհաղորդականության և մեզոսկոպիկ ֆիզիկայի վրա։
Իր հետազոտության համար առարկաների ընտրության վերաբերյալ Գեյմն ասաց, որ արհամարհում է այն մոտեցումը, երբ շատերն ընտրում են առարկա իրենց Ph. D-ի համար, իսկ հետո շարունակում են նույն առարկան մինչև թոշակի անցնելը: Նախքան իր առաջին լիաժամ պաշտոնը ստանալը, նա հինգ անգամ փոխեց իր առարկան, և դա օգնեց նրան շատ բան սովորել:
2001թ.-ի մի թերթում նա համահեղինակ է անվանել իր սիրելի համստեր Տիշան:
Գրաֆենի հայտնաբերման պատմություն
2002 թվականի աշնանային մի երեկո Անդրեյ Գեյմը մտածում էր ածխածնի մասին: Նա մասնագիտացած էր մանրադիտակով բարակ նյութերի վրա և մտածում էր, թե ինչպես կարող են իրենց պահել նյութի ամենաբարակ շերտերը որոշակի փորձարարական պայմաններում: Գրաֆիտը, որը կազմված է միատոմային թաղանթներից, ակնհայտ թեկնածու էր հետազոտության համար, սակայն գերբարակ նմուշների մեկուսացման ստանդարտ մեթոդները կարող էին գերտաքանալ և ոչնչացնել այն: Այսպիսով Գեյմը հանձնարարեց նոր ասպիրանտներից մեկին՝ Դա Ցզյանին,փորձեք ստանալ որքան հնարավոր է բարակ նմուշ, նույնիսկ մի քանի հարյուր շերտ ատոմ, փայլեցնելով գրաֆիտի բյուրեղը մեկ դյույմ չափով: Մի քանի շաբաթ անց Ջիանգը ածխածնի հատիկ բերեց Պետրի ափսեի մեջ։ Մանրադիտակի տակ այն ուսումնասիրելուց հետո Գեյմը նրան խնդրեց նորից փորձել։ Ցզյանն ասաց, որ սա այն ամենն է, ինչ մնացել է բյուրեղից։ Մինչ Գեյմը կատակով կշտամբում էր նրան, որ նա սրբել է սարը՝ ավազի հատիկ ստանալու համար, նրա տարեցներից մեկը աղբի զամբյուղում տեսել է օգտագործված ժապավենի կտորներ, որոնց կպչուն կողմը ծածկված էր գրաֆիտի մնացորդի մոխրագույն, թեթևակի փայլուն թաղանթով։
Աշխարհի լաբորատորիաներում հետազոտողները ժապավեն են օգտագործում փորձնական նմուշների կպչուն հատկությունները ստուգելու համար: Ածխածնի շերտերը, որոնք կազմում են գրաֆիտը, անփույթ կերպով կապված են (1564 թվականից նյութը օգտագործվում է մատիտների մեջ, քանի որ այն տեսանելի հետք է թողնում թղթի վրա), այնպես որ կպչուն ժապավենը հեշտությամբ բաժանում է թեփուկները։ Գեյմը մանրադիտակի տակ տեղադրեց կպչուն ժապավենը և պարզեց, որ գրաֆիտի հաստությունն ավելի բարակ էր, քան մինչ այժմ տեսել էր: Ժապավենը ծալելով, սեղմելով և իրարից բաժանելով՝ նրան հաջողվեց հասնել էլ ավելի բարակ շերտերի։
Խաղին հաջողվեց առաջին անգամ մեկուսացնել երկչափ նյութ՝ ածխածնի միատոմային շերտ, որն ատոմային մանրադիտակի տակ նման է վեցանկյունների հարթ վանդակի, որը հիշեցնում է բջիջ: Տեսական ֆիզիկոսները նման նյութն անվանեցին գրաֆեն, բայց նրանք չէին ենթադրում, որ այն կարելի է ստանալ սենյակային ջերմաստիճանում։ Նրանց թվում էր, թե նյութը կքայքայվի մանրադիտակային գնդակների։ Փոխարենը Գեյմը տեսավ, որ գրաֆենը մնացել է մեկումհարթություն, որը ալիքվում է նյութի կայունացման ժամանակ:
գրաֆեն. ուշագրավ հատկություններ
Անդրեյ Գեյմը դիմեց ասպիրանտ Կոնստանտին Նովոսելովի օգնությանը, և նրանք սկսեցին օրական տասնչորս ժամ ուսումնասիրել նոր նյութ: Հաջորդ երկու տարիների ընթացքում նրանք մի շարք փորձեր են անցկացրել, որոնց ընթացքում հայտնաբերել են նյութի զարմանալի հատկությունները։ Իր յուրահատուկ կառուցվածքի պատճառով էլեկտրոնները, առանց այլ շերտերի ազդեցության ենթարկվելու, կարող են անարգել և անսովոր արագ շարժվել ցանցի միջով: Գրաֆենի հաղորդունակությունը հազարավոր անգամ ավելի մեծ է, քան պղնձինը։ Խաղի առաջին բացահայտումը ընդգծված «դաշտային էֆեկտի» դիտարկումն էր, որը տեղի է ունենում էլեկտրական դաշտի առկայության դեպքում, որը թույլ է տալիս վերահսկել հաղորդունակությունը։ Այս էֆեկտը համակարգչային չիպերում օգտագործվող սիլիցիումի որոշիչ բնութագրիչներից մեկն է: Սա ենթադրում է, որ գրաֆենը կարող է փոխարինող լինել, որը համակարգիչների արտադրողները փնտրում էին տարիներ շարունակ:
Ճանաչման ճանապարհ
Game-ը և Կոնստանտին Նովոսելովը գրել են երեք էջանոց փաստաթուղթ՝ նկարագրելով իրենց հայտնագործությունները: Այն երկու անգամ մերժվել է Nature-ի կողմից, երբ գրախոսներից մեկն ասել է, որ կայուն երկչափ նյութի մեկուսացումն անհնար է, իսկ մյուսը չի տեսնում «բավարար գիտական առաջընթաց»: Սակայն 2004 թվականի հոկտեմբերին Science ամսագրում տպագրվեց «Էլեկտրական դաշտի էֆեկտը ատոմային հաստ ածխածնի ֆիլմերում» վերնագրով հոդվածը, որը մեծ տպավորություն թողեց գիտնականների վրա. նրանց աչքի առաջ ֆանտազիան իրականություն դարձավ:
Բացահայտումների ավալանշ
Աշխարհի լաբորատորիաները սկսել են հետազոտություններ՝ օգտագործելով Geim-ի կպչուն ժապավենի տեխնիկան, և գիտնականները հայտնաբերել են գրաֆենի այլ հատկություններ: Չնայած դա տիեզերքի ամենաբարակ նյութն էր, այն 150 անգամ ավելի ամուր էր, քան պողպատը: Գրաֆենը ճկուն է, ինչպես ռետինը, և կարող է ձգվել մինչև իր երկարության 120%-ը։ Ֆիլիպ Քիմի, այնուհետև Կոլումբիայի համալսարանի գիտնականների հետազոտության շնորհիվ պարզվեց, որ այս նյութը նույնիսկ ավելի էլեկտրահաղորդիչ է, քան նախկինում հայտնաբերվածը: Քիմը գրաֆենը դրեց վակուումում, որտեղ ոչ մի նյութ չի կարող դանդաղեցնել իր ենթաատոմային մասնիկների շարժումը, և ցույց տվեց, որ այն ունի «շարժունակություն»՝ այն արագությունը, որով էլեկտրական լիցքը անցնում է կիսահաղորդչի միջով, 250 անգամ ավելի արագ, քան սիլիցիումը։
Տեխնոլոգիական մրցավազք
2010 թվականին՝ Անդրեյ Գեյմի և Կոնստանտին Նովոսելովի հայտնագործությունից վեց տարի անց, ի վերջո Նոբելյան մրցանակը նրանց շնորհվեց։ Այն ժամանակ լրատվամիջոցները գրաֆենն անվանեցին «հրաշք նյութ», մի նյութ, որը «կարող է փոխել աշխարհը»։ Նրան դիմել են ֆիզիկայի, էլեկտրատեխնիկայի, բժշկության, քիմիայի և այլն ոլորտների ակադեմիական հետազոտողներ: Տրվել են արտոնագրեր գրաֆենի օգտագործման համար մարտկոցներում, ճկուն էկրաններում, ջրի աղազերծման համակարգերում, առաջադեմ արևային բջիջներում, գերարագ միկրոհամակարգիչներում:
Չինաստանի գիտնականները ստեղծել են աշխարհի ամենաթեթև նյութը՝ գրաֆենի օդագելը: Այն 7 անգամ ավելի թեթև է, քան օդը. նյութի մեկ խորանարդ մետրը կշռում է ընդամենը 160 գ: Գրաֆենային աերոգելը ստեղծվում է գրաֆեն և նանոխողովակներ պարունակող գելի սառեցմամբ չորացնելու միջոցով:
Մանչեստրի համալսարանին,որտեղ աշխատում են Գեյմը և Նովոսելովը, բրիտանական կառավարությունը 60 միլիոն դոլար է ներդրել դրա հիման վրա Գրաֆենի ազգային ինստիտուտի ստեղծման համար, ինչը թույլ կտա երկրին հավասարվել աշխարհի լավագույն արտոնագիր ունեցողներին՝ Կորեայի, Չինաստանի և Միացյալ Նահանգների, որոնք սկսեցին մրցավազք՝ ստեղծելու աշխարհի առաջին հեղափոխական արտադրանքը՝ հիմնված նոր նյութի վրա։
Պատվավոր կոչումներ և մրցանակներ
Կենդանի գորտի մագնիսական լևիտացիայի փորձը չհանգեցրեց այն արդյունքին, ինչ ակնկալում էին Մայքլ Բերին և Անդրեյ Գեյմը: Ig Nobel մրցանակը նրանց շնորհվել է 2000 թ.
2006 թվականին խաղը ստացավ Scientific American 50 մրցանակը:
2007 թվականին Ֆիզիկայի ինստիտուտը նրան շնորհեց Mott մրցանակ և մեդալ։ Միևնույն ժամանակ Գեյմը ընտրվեց Թագավորական ընկերության անդամ։
Գեյմը և Նովոսելովը կիսեցին 2008 թվականի Եվրոֆիզիկայի մրցանակը «ածխածնի միատոմային շերտի հայտնաբերման և մեկուսացման և դրա ուշագրավ էլեկտրոնային հատկությունների որոշման համար»: 2009 թվականին նա ստացել է Կերբերի մրցանակը։
2010 Անդրե Գեյմ Ջոն Քարթիի մրցանակը ԱՄՆ Գիտությունների ազգային ակադեմիայից տրվել է «գրաֆենի՝ ածխածնի երկչափ ձևի փորձարարական իրականացման և ուսումնասիրության համար»:
Նաև 2010-ին նա ստացավ Թագավորական ընկերության վեց պատվավոր պրոֆեսորի կոչումներից մեկը և Հյուզի մեդալը «գրաֆենի և նրա ուշագրավ հատկությունների հեղափոխական հայտնագործության համար»: Գեյմը արժանացել է Դելֆտի տեխնոլոգիական համալսարանի, Ցյուրիխի ETH, համալսարանների պատվավոր դոկտորի կոչմանԱնտվերպեն և Մանչեսթեր.
2010 թվականին նա պարգևատրվել է Նիդեռլանդների առյուծ շքանշանով հոլանդական գիտության մեջ ունեցած ավանդի համար։ 2012 թվականին գիտությանը մատուցած ծառայությունների համար Գեյմը կոչվեց բակալավրի ասպետներ։ 2012 թվականի մայիսին ընտրվել է Միացյալ Նահանգների Գիտությունների ակադեմիայի արտասահմանյան թղթակից անդամ
Նոբելյան մրցանակակիր
Գեյմը և Նովոսելովը արժանացել են 2010թ. Նոբելյան մրցանակի ֆիզիկայի բնագավառում գրաֆենի վերաբերյալ իրենց պիոներական աշխատանքի համար: Լսելով մրցանակի մասին՝ Գեյմն ասաց, որ չէր սպասում, որ այն կստանա այս տարի և չի պատրաստվում փոխել իր անմիջական ծրագրերը: Ժամանակակից ֆիզիկոսը հույս է հայտնել, որ գրաֆենը և այլ երկչափ բյուրեղները կփոխեն մարդկության առօրյան այնպես, ինչպես պլաստիկը: Մրցանակը նրան դարձրեց առաջին մարդը, ով միաժամանակ արժանացավ և՛ Նոբելյան, և՛ Իգ Նոբելյան մրցանակների: Դասախոսությունը տեղի ունեցավ 2010 թվականի դեկտեմբերի 8-ին Ստոկհոլմի համալսարանում։
