06.10.2010 15:28 (Обновлено: 07.10.2010 10:21)

Нобелевская премия за плоскую штуку

В этом году лауреатами нобелевской премии за достижения в области физики стали выходцы из России Андрей Гейм и Константин Новоселов. Этой престижной награды ученые удостоились за открытие в 2004 году уникального материала графена. Не исключено, что именно это открытие является «первой ласточкой» нового витка научно-технического прогресса.

Фото: Фото: AP

5 октября 2010 года Нобелевский комитет назвал имена тех, кому в этом году присудили Нобелевскую премию за достижения в области физики. На этот раз лауреатами стали Андрей Гейм и Константин Новоселов. Когда россияне узнали имена победителей, то сначала порадовались, поскольку эти ученые являются выходцами из России. Однако потом немного огорчились - и Новоселов, и Гейм уже больше десяти лет живут в странах Западной Европы: Гейм - в Нидерландах, а Новоселов - в Великобритании.

Этой престижной награды ученые удостоились за открытие в 2004 году уникального материала, названного ими графен. Многие читатели, наверное, удивятся тому факту, что достижение физиков признали достойным премии лишь шесть лет спустя после самого события. Однако, как говорят лауреаты «нобелевки» прошлых лет, такое запаздывание не является чем-то из ряда вон выходящим, поскольку далеко не всегда широкая общественность может сразу понять всю значимость сделанного открытия.

Напомню, что графен является одной из самых интересных модификаций углерода. Гейм и Новоселов шутят, что полученное ими вещество является единственным в мире материалом, не имеющем высоты - только длину и ширину. Происходит это от того, что структура графена представлена кристаллической решеткой толщина которой составляет... размер одного атома углерода.

Из чего же состоит этот сверхтонкий материал? Исключительно из атомов шестого элемента таблицы Менделеева (¹²С), которые объединены в правильные шестиугольники, скрепляющиеся «боками» друг с другом. Как это часто бывает в веществе, имеющем решетчатое строение, между атомами носятся «общие» электроны, причем с немалой скоростью (до 10⁶ м/с). Это обеспечивает графену хорошую электро- и теплопроводность, поскольку данные свойства, как мы знаем, как раз зависят от степени подвижности электронов.

При этом графен также является одним из самых прочных материалов, его устойчивость к механическим воздействиям сравнима с таковой у алмаза. Но при этом он очень хорошо гнется и легко сворачивается в трубочку. Подобные характеристики сделали его идеальным материалом для изготовления нанотрубок - структур, которые используются для моделирования различных природных процессов, в частности, для создания искусственных «черных дыр».

Фото: AP

Читайте также: В нанотрубках обитают "чёрные дыры"

Каковы же перспективы использования графена? На самом деле, они весьма масштабны. Многие ученые считают, что со временем это вещество полностью вытеснит кремний из сферы производства компьютерных процессоров. По мнению большинства специалистов, графеновые процессоры смогут в сотни раз быстрее обрабатывать громадные объемы информации.

Еще одна область, где графен ждет небывалый успех- сверхчувствительные сенсоры. Эти устройства, по прогнозам исследователей, смогут без всяких проблем обнаружить отдельные молекулы любого вещества, вступившего с ними в контакт. Подобные приборы могут быть востребованы не только учеными, но и криминалистами, тестерами пищевых продуктов и парфюмерии, а также химиками, занимающимися очисткой веществ от примесей.

Интересно и то, что в смеси с пластмассами графен дает возможность создавать композитные проводящие материалы, более устойчивые к действию высоких температур. Прочность графена позволяет конструировать новые механически устойчивые материалы, сверхтонкие, эластичные и легкие. В будущем из композитных материалов на основе графена, возможно, будут делать спутники, самолеты и автомобили.

Итак, как видим, скорее всего, электроника нового поколения будет состоять преимущественно из графена. Однако для этого потребуется наладить промышленное производство данного материала, что в настоящее время является не такой уж простой задачей. Кстати, Гейм и Новоселов получили этот чудо-материал весьма оригинальным способом - они помещали плоские куски обычного графита т между липкими лентами, а после расщепляли их, раз за разом создавая достаточно тонкие слои. Однако подобный метод основаннатонкой ручной работе, а значит, для промышленности не очень-то и подходит.

Не исключено, что именно открытия двух физиков российского происхождения и является «первой ласточкой» нового витка научно-технического прогресса. И, совершенно очевидно, что та страна, которая сможет первая проявить интерес к практическому применению их разработок, станет ведущей технической державой нашего века. Правда, Гейм и Новоселов отмечают, что для того, что бы исследования графена могли быть продолжены, нужно большое финансирование.

«Мы постоянно получаем предложения переехать в другие страны» - рассказал Константин Новоселов в интервью газете «Русский Ньюсвик» - «Рассматривая их, мы в первую очередь обращаем внимание на объем гарантированного финансирования, количество студентов и оснащенность лаборатории. Для работы необходимо 3-4 квалифицированных техника, 3 кандидата наук, 3 студента. В сумме это около 350 тысяч долларов в год плюс оборудование за 5 млн. долларов, на поддержку которого надо ежегодно тратить около 150 тысяч долларов».

Фото: AP

Итого, начальное вложение, необходимое для создания «Центра исследования графена» должно быть не меньше 5,5 млн. долларов. Совершенно очевидно, что Россия явно не входит в число стран, способных предоставить столько денег по первому требованию ученых. Так что, видимо, и в этом веке почетное звание «передовой научно-технической державы» нам, к сожалению, не достанется.

Однако дело еще и в том, что в нашей стране до сих пор не умеют ценить научные таланты. Того же самого Гейма, например, в свое время не приняли в МИФИ из-за так называемого «пятого пункта» - потом уже ему объяснили, что для поступления в этот вуз человеку с немецкой фамилией нужны были особые рекомендации от партии и правительства. Несмотря на это, ему все же удалось закончить МФТИ и после поработать в Институте твердого тела РАН, где в 1987 году получил степень кандидата физико-математических наук.

Тем не менее, сокращение финансирования фундаментальной науки заставили Андрея Константиновича после получения им стипендии Английского королевского общества уехать на ПМЖ в Западную Европу. «Возможности для работы там и тут - небо и земля. А работа - очень большая часть жизни» - объясняет свое решение Нобелевский лауреат.

Позже туда же перебрался и ученик Гейма, Константин Сергеевич Новоселов, который к тому времени успел закончить факультет физической и квантовой электроники МФТИ и поучиться в аспирантуре Института проблем технологии микроэлектроники РАН (в Черноголовке). Защищал докторскую диссертацию Новоселов уже в Манчестерском университете, под руководством того же Гейма.

Занятно, что среди всех лауреатов Нобелевской премии Гейм и Новоселов являются своеобразными «рекордсменами». Константин Сергеевич вошел в историю как самый молодой «нобелевец» (ему сейчас 36 лет). А Андрей Константинович является одновременно лауреатом двух взаимно противоположных наград - Нобелевской и «Шнобелевской» премии.

Напомню, что последняя присуждается ученым раз в год за научные достижения, "...которые сначала вызывают смех, а затем заставляют задуматься". В 2000 году Андрей Гейм стал лауреатом Шнобелевской премии с формулировкой «За использование магнитов для подвешивания (левитации) лягушки». В научной среде ходят слухи, что после этих опытов лягушка выжила и даже дала потомство. Кроме Гейма, таким же «одновременным» лауреатом является американец Барт Ноулз, но он стал таковым несколько позже, в 2006 году (хоть в этой области россияне наконец-то обогнали американцев!).

Лично у меня присуждение Нобелевской премии Гейму и Новоселову вызывает одновременную гордость за россиян и стыд за наше государство. Ведь есть же еще таланты в Российской земле, и их немало! Когда же, наконец, наша государственная власть сможет добиться того, что бы они работали здесь, в отечественных институтах и лабораториях? Судя по тому, что бюджетное финансирование фундаментальных научных исследований собираются, по некоторым данным, сократить, весьма не скоро. А жаль...

Читайте также в рубрике "Наука и техника"