Технологии Подписывайтесь на нас в мессенджерах — новости появляются быстрее
Графен — нобелевское открытие российских учёных

Графен — нобелевское открытие российских учёных

В 2004 году Андрей Гейм и Кон­стан­тин Но­во­сё­лов в Ман­че­сте­ре вы­де­ли­ли графен — слой уг­ле­ро­да тол­щи­ной в один атом. Через 6 лет — Но­бе­лев­ская премия.
Графен в 200 раз проч­нее стали, в 10 раз лучше про­во­дит ток, чем медь, и в 1 мил­ли­он раз тоньше че­ло­ве­че­ско­го волоса. Се­го­дня его ис­поль­зу­ют в ак­ку­му­ля­то­рах, во­дя­ных филь­трах, гибких экра­нах и ме­ди­цин­ских сен­со­рах. Самое ко­рот­кое пу­те­ше­ствие от­кры­тия в Но­бе­лев­скую премию в со­вре­мен­ной науке. Физика · На­но­тех­но­ло­гии · Но­бе­лев­ская премия 2010
2004
год
От­кры­тие гра­фе­на
2010
год
Но­бе­лев­ская премия
1
атом
Тол­щи­на мо­но­слоя
200×
проч­нее
Чем сталь, при той же массе

🧑‍🔬 Кон­текст и автор

Графен тео­ре­ти­че­ски изу­ча­ли с 1940-х годов, но счи­та­ли, что он неста­би­лен — дву­мер­ный кри­сталл должен сво­ра­чи­вать­ся или раз­ру­шать­ся при ком­нат­ной тем­пе­ра­ту­ре. В 2004 году Гейм и Но­во­сё­лов в Ман­че­стер­ском уни­вер­си­те­те до­ка­за­ли об­рат­ное самым про­стым воз­мож­ным ме­то­дом: брали гра­фи­то­вую крошку, от­ры­ва­ли слой за слоем обыч­ным кан­це­ляр­ским скот­чем и пе­ре­но­си­ли на под­лож­ку. На «пят­ни­цы бес­по­ряд­ка», когда ла­бо­ра­то­рия экс­пе­ри­мен­ти­ро­ва­ла с любыми идеями, ро­ди­лось одно из глав­ных от­кры­тий начала XXI века.

Через 6 лет — Но­бе­лев­ская премия. Самый быст­рый путь от от­кры­тия до на­гра­ды в со­вре­мен­ной науке.

Гейм и Но­во­сё­лов
  • Андрей Гейм: р. 1958, Сочи. МФТИ → ИФТТ РАН → Ман­че­стер
  • Кон­стан­тин Но­во­сё­лов: р. 1974, Нижний Тагил. МФТИ → Ман­че­стер
  • Оба со­хра­ни­ли рос­сий­ское граж­дан­ство
  • Гейм — един­ствен­ный об­ла­да­тель и Но­бе­лев­ской, и Шно­бе­лев­ской премии
  • Но­во­сё­лов по­лу­чил Нобеля в 36 лет (один из самых мо­ло­дых)
  • Сов­мест­но опуб­ли­ко­ва­ли более 200 на­уч­ных работ

🔬 Что такое графен

Графен — мо­но­слой атомов уг­ле­ро­да, рас­по­ло­жен­ных в гек­са­го­наль­ной ре­шёт­ке. Каждый атом связан с тремя со­се­дя­ми ко­ва­лент­ны­ми σ-свя­зя­ми; чет­вёр­тый элек­трон об­ра­зу­ет де­ло­ка­ли­зо­ван­ную π-си­сте­му. Из-за этого графен ведёт себя как элек­трон­ный «дву­мер­ный газ» — элек­тро­ны в нём дви­жут­ся со ско­ро­стью около 10⁶ м/с, поведя себя как без­мас­со­вые ча­сти­цы.

Это не тео­ре­ти­че­ская аб­страк­ция: графит, из ко­то­ро­го делают ка­ран­да­ши, со­сто­ит из мил­ли­о­нов слоёв гра­фе­на. Гейм и Но­во­сё­лов всего лишь нашли способ вы­де­лить один.

⚙️ Куда дви­жет­ся графен

🔋
Ба­та­реи и су­пер­кон­ден­са­то­ры
Гра­фе­но­вые су­пер­кон­ден­са­то­ры за­ря­жа­ют­ся в 100 раз быст­рее литий-ионных. Уже в про­то­ти­пах смарт­фо­нов и элек­тро­мо­би­лей.
💧
Во­дя­ные филь­тры
Гра­фе­но­вые мем­бра­ны опрес­ня­ют мор­скую воду эф­фек­тив­нее любых су­ще­ству­ю­щих систем. Пер­спек­ти­ва — де­шё­вая прес­ная вода для мил­ли­ар­дов.
🔬
Био­сен­со­ры
Гра­фе­но­вые чипы опре­де­ля­ют био­мар­ке­ры рака в крови за минуты. Один прибор может за­ме­нить ла­бо­ра­тор­ный анализ.
📱
Гибкие экраны
Про­зрач­ный, проч­ный, про­во­дя­щий — иде­аль­ный ма­те­ри­ал для экра­нов, ко­то­рые можно сво­ра­чи­вать. Про­то­ти­пы уже есть у Samsung и LG.

🇨🇿 Связь с Чехией

В Чехии графен изу­ча­ют в CEITEC Brno (Central European Institute of Technology) — флаг­ман­ском ма­те­ри­а­ло­вед­че­ском ин­сти­ту­те при Ма­са­ри­ко­вом уни­вер­си­те­те. Чеш­ские ис­сле­до­ва­те­ли участ­ву­ют в ев­ро­пей­ском про­ек­те Graphene Flagship — мил­ли­ард­ной про­грам­ме ЕС по ком­мер­ци­а­ли­за­ции гра­фе­на.

В 2018 году Андрей Гейм был при­гла­шён­ным лек­то­ром в Кар­ло­вом уни­вер­си­те­те и по­лу­чил по­чёт­ный докторат за вклад в физику. Это была одна из по­след­них его пуб­лич­ных лекций в Во­сточ­ной Европе — где он провёл первые 35 лет жизни.

«Графен — это просто слой гра­фи­та тол­щи­ной в один атом. Но именно эта про­сто­та меняет всё.»
— Андрей Гейм
Лек­то­рий Рус­ско­го Дома — пуб­лич­ные встре­чи с учё­ны­ми, ин­же­не­ра­ми и ис­то­ри­ка­ми науки.
Афиша лекций →
Чи­тай­те также
Тех­но­ло­гии
Все рос­сий­ские от­кры­тия и изоб­ре­те­ния, из­ме­нив­шие мир.