Нобелевская премия 2010 года по физике присуждена Андрею Гейму и Константину Новоселову «за новаторские эксперименты по исследованию двумерного материала графена».
Почему графен двумерный? Потому что без толщины, точнее – толщиной он в один атом! Но это все же материал – тончайший слой углерода. Углерод вообще элемент удивительный, мягкий в графите, твердый в алмазе, вот он еще и в графене всех удивил. Это по сути совсем новый материал, необыкновенный по ряду свойств, уже нашедший применение в электронике и обещающий очередную революцию в ряде других областей техники.
Оба лауреата – выпускники Московского физико-технологического института, в который Гейм (происхождением из поволжских немцев) прошел лишь с третьего захода (после двух неудачных попыток поступить в МИФИ), но закончил с отличием в 1982 году, Новоселов, тоже с отличием, в 1997-м. Гейм стал кандидатом физико-математических наук в 1987 году, а в 1990-м покинул Россию. Новоселов последовал за ним в Нидерланды в 1999-м, где стал его аспирантом. В 2001 г. оба переехали в Великобританию, в 2004 г. Новоселов получил степень доктора философии (Ph.D), а в настоящее время Гейм – профессор Манчестерского университета возглавляет Центр мезонауки и нанотехнологий, Новоселов там же профессор-исследователь.
Феноменальный успех сравнительно молодых людей (Гейму 52, Новоселову 36) я объяснил бы наряду, конечно, с их талантливостью, двумя важнейшими сопутствующими обстоятельствами. Первое – это полученное ими блестящее фундаментальное образование в Физтехе (по крайней мере, в те годы), а второе – это то, что они вовремя покинули Россию, где реализоваться так, как на Западе, им бы, ясное дело, не удалось. Слава двум новым нобелевским лауреатам и дальнейших им успехов!
Великие корифеи
Материаловедение в прошлом было моей специализацией, поэтому могу кое-что рассказать об идеях, которые открытию графена предшествовали, ибо сегодняшние лауреаты могут повторить слова Исаака Ньютона: «Если я видел дальше других, то потому, что стоял на плечах гигантов». Кто эти гиганты?
В хронологическом порядке надо упомянуть великого изобретателя Томаса Эдисона, предложившего в 1880 году лампы накаливания с углеродными нитями, которые он получал обугливанием волокон хлопка. В электротехническом смысле эти нити накаливания были хороши, но из-за малой прочности не прижились, уступив место вольфрамовым.
Получить высокопрочные углеродные волокна ученым удалось лишь много лет спустя, и удалось это благодаря развитию теоретической физики. В прорыве на этом научном направлении выдающаяся роль принадлежит Максу Борну (1882 – 1970), уроженцу Германии, создателю знаменитой геттингенской школы физиков, лауреату Нобелевской премии за фундаментальные труды по квантовой механике. Многолетний друг Альберта Эйнштейна, он, кроме плодотворных обсуждений научных проблем, составлял с ним, как писали современники, вполне профессиональный музыкальный дуэт, в котором Эйнштейн исполнял партию скрипки, а Борн – партию фортепиано. Но в деле, о котором я теперь пишу, первая скрипка принадлежала именно Борну. Об этом чуть ниже, а тут добавлю еще, что в 1933 году Макс Борн вынужден был покинуть Германию – как и Альберт Эйнштейн тогда же и по той же всем известной причине.
В работах 1915 – 1920 гг. Макс Борн, исходя из сил межатомных связей в кристаллической решетке материалов рассчитал прочность, которую эти материалы теоретически должны иметь. Его результаты оказались в сотни раз выше реальной прочности этих материалов, определяемой при испытаниях. Неправильны расчеты? Нет, как раз расчеты были правильны. Неправильны реальные материалы. Это вскоре показал другой корифей науки – Абрам Иоффе (1880 – 1960), «папа Иоффе», как его называли ученики, а также и ученики его учеников, выдающиеся ученые, которые учили Гейма и Новоселова в Физико-техническом институте.
Помимо многих других достижений Иоффе, он фигурирует в истории науки «эффектом Иоффе», давшим основу упрочнения материалов посредством устранения поверхностных дефектов, и его знаменитым опытом с испытанием на растяжение кристалла каменной соли (NaCl). Опыт гениально прост и показателен (я когда-то раскопал его в литературе и показывал студентам; хотя программой курса это не было предусмотрено, польза была; если не для всех моих студентов, то для самых умных из них).
Этот опыт был проведен Иоффе в 1924 году. Образец каменной соли с подвешенной к нему гирькой он погрузил в воду и с помощью оптического прибора непрерывно вел измерение его диаметра, уменьшающегося в процессе растворения. До тех пор, пока гирька не разорвала ставший тонким образец. Отношение нагрузки к площади поперечного сечения в момент разрушения образца показало удивительный результат, близкий к теоретической прочности кристалла, предсказанной Максом Борном: как сообщил Иоффе в статье 1928 года, она составила 200 кг на кв.миллиметр, тогда как при испытании целого образца результат был в 500 раз меньшим.
Отчего реальная прочность материала меньше его теоретической прочности? Во-первых, от поверхностных дефектов, во-вторых, от дефектов строения, выражающихся в нарушении идеального расположения атомов в кристалле. Чем крупнее образец, тем он дефектнее, и прочность его, следовательно, меньше. Поэтому материалы идеальной структуры и удивительной прочности, предсказанной Борном, до сих пор удавалось создавать (на основе углерода и некоторых металлов) только в виде нитевидных кристаллов толщиной в микроны и длиной до 15 миллиметров.
И вот теперь найдена наконец еще одна форма материала идеальной структуры, на этот раз в виде тончайшей пластинки или пленки в атом толщиной. Еще до Нобелевской премии открытие графена было отмечено премией Europhysics Prize, престижными научными наградами британского Королевского общества и Национальной академии наук США.
Гейм – гражданин Нидерландов, живет в Великобритании, Новоселов – гражданин Великобритании, оба женаты, у обоих дети, всё у них там благополучно и перспективы самые заманчивые. Вряд ли они подумают о возвращении в Россию, хотя в Сколково их уже приглашают. «Там у вас люди что – с ума посходили совсем?», – отреагировал Гейм, он де о приглашении «не знает и знать не хочет». Новоселов тоже сказал, что в проекте «Сколково» участвовать не собирается.
Кремль и лауреаты
Интересно прошел у них день, когда их поздравляли с Нобелем. Приходившим они предлагали бокал вина и просили рассказать какой-нибудь анекдот. Скажу по этому поводу, что самый интересный, самый смешной и самый подходящий в данной ситуации анекдот им там не рассказали. Вот он: знаменитый российский околонаучный прохиндей Виктор Петрик, в прошлом подельник Путина, а ныне – Грызлова, заявил на Интернет-портале партии «Единая Россия», что Нобелевская премия Гейму и Новоселову присуждена незаслуженно, открытие графена им не принадлежит, и он готов документально доказать, что это открытие сделал именно он, Петрик, «русский Эдисон, новый Леонардо да Винчи». Интересно, что бы сказали лауреаты, услышав этот анекдот. Да еще и с продолжением:
«Углеродными технологиями, – пишет Петрик, – я начал заниматься задолго до Нобелевских лауреатов. В своих научных статьях по исследованию графена или правильнее углеродной смеси высокой реакционной способности – УСВР»… «Стоп, достаточно, сударь, – могли бы сказать ему лауреаты, если бы снизошли до разговора с ним, – всё уже ясно: вы понятия не имеете, что такое графен – он-то высокой реакционной способностью как раз и не обладает, у него совсем другие достоинства»… Показательно, однако, что в России, заручившись высокими связями, прохиндей Петрик затесался в какие-то липовые академики и для оглашения своих нелепостей получил трибуну аж в самой «Единой России», олицетворяющей ныне российскую власть.
Неизвестно, был ли проинформирован председатель партии «Единая Россия» Владимир Путин о претензиях Петрика на графен, когда от правительства России поздравил Гейма и Новоселова телеграммой. «Эта высокая награда, – сказано в послании, – знак признания ваших выдающихся научных заслуг, осуществленных вами прорывных исследований в области физики… Вы вписали яркую страницу в историю мировой и российской науки».
Несколько иным было восприятие нобелевской новости президентом России Дмитрием Медведевым. Выступая перед победителями российского конкурса школьных учителей, он признался, что сначала обрадовался информации о том, что два выпускника российского вуза получили Нобелевскую премию по физике, но позже понял, что оба они работают уже не в России, а в университете Манчестера, и он в очередной раз озаботился продолжающейся утечкой мозгов из России. Автор «Комсомольской правды» по этому поводу обыграл слово «выходцы». Дескать, радостно, что лауреатами Нобелевской премии стали выходцы из России, но огорчительно, что они именно выходцы (от слова «выход»). То, что среди находящих выход оказываются наиболее умные и перспективные, которые, стоя на плечах гигантов науки, сумели заглянуть за горизонт, а также и то, что теперь на плечи гигантов тщатся влезть несуразные петрики – это, увы, трагедия России.
Оцените пост
(ещё не оценено)
Загрузка...
