Nobel z fizyki za grafen - najcieńszy i najwytrzymalszy materiał
INFORMATOR. Świat
naukawpolsce.pl | dodane 06-10-2010
Na zdjęciu Konstantin Novoselov (L) i Andre Geim (P).
Dwaj badacze, 51-letni Andre Geim i 36-letni Konstantin Novoselov, otrzymali we wtorek Nagrodę Nobla 2010 z fizyki. Uhonorowano ich za odkrycie grafenu - nowej postaci węgla, która jest najcieńszym i najbardziej wytrzymałym znanym materiałem. Naukowcy podzielą się kwotą 10 mln koron szwedzkich (ok. 1,5 mln dolarów).
Novoselov i Geim, którzy karierę naukową rozpoczynali w Moskwie, razem przybyli do Wlk. Brytanii, gdzie zostali profesorami na Uniwersytecie w Manchesterze. W październiku 2004 r. opublikowali na łamach "Science" artykuł, który wywołał wielkie poruszenie. Jego autorzy wyizolowali grafen z kawałka grafitu, jaki można znaleźć w zwykłym ołówku. Co więcej, do uzyskania jego jednoatomowej warstwy wykorzystali zwykłą taśmę samoprzylepną.
Grafen to najmocniejszy znany materiał, ponad 100 razy mocniejszy niż stal, a zarazem tak elastyczny, że można go bez szkody rozciągnąć o 20 proc. Podobnie jak diament, składa się z atomów węgla, pierwiastka, bez którego nie mogłoby istnieć życie w znanej nam formie. Jest równie dobrym przewodnikiem elektryczności jak miedź, a pod względem przewodnictwa ciepła przewyższa wszystkie znane materiały. Choć jest niemal całkowicie przezroczysty (pochłania tylko 2,3 proc. światła), przez jego warstwę nie przechodzą nawet maleńkie atomy helu.
Dzięki grafenowi fizycy mogą w nieosiągalny wcześniej sposób badać zjawiska z zakresu mechaniki kwantowej, gdyż elektrony poruszają się w grafenie z prędkością sięgającą 1/300 prędkości światła. Pozwala to wykonywać wiele doświadczeń, które dotąd wymagały użycia akceleratora.
Prof. Roman Stępniewski z Zakładu Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Warszawskiego tłumaczył w rozmowie z PAP, że w przyszłości grafen może zastąpić krzem w zastosowaniach elektronicznych na potrzeby tzw. szybkiej elektroniki. "Od lat urządzenia elektroniczne, komputery, zegarki, telefony bazują na właściwościach krzemu. Krzem jest obecnie najlepszym i najpowszechniej używanym materiałem, z którego powstają tranzystory. Jednak wymagania techniki cały czas rosną, komputery są coraz szybsze i mniejsze" - mówił profesor.
"Odkrycie grafenu to krok (...) do dalszego zmniejszenia rozmiarów i upakowania elementów elektronicznych" - uważa prof. Jerzy Langer, kierownik Pracowni Fizykochemii Materiałów i Nanotechnologii Wydziału Chemii Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Także dr hab. Zbigniew Klusek z Zakładu Fizyki i Technologii Struktur Nanometrowych Uniwersytetu Łódzkiego sądzi, że wyizolowanie grafenu to odkrycie o wielkiej wadze. "Może mieć ono wpływ m.in. na rozwój komputeryzacji. Chodzi o tranzystory polowe, stosowane w technikach cyfrowych" - tłumaczył.
Prof. Andrzej Burian z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Śląskiego zwrócił uwagę, że grafen "jest stosunkowo odporny na działanie różnych czynników chemicznych, w związku z tym zakłada się, że powinien być również przyjazny dla organizmów ludzkich". "Można sobie wyobrazić, że będzie można dołączać do niego cząsteczki mające aktywność terapeutyczną, czyli używać go jako nośnika leków w organizmie ludzkim. Również - ale to na razie pozostaje w sferze fantazji - będzie można go wykorzystywać do tzw. kierowanej terapii nowotworowej, bo będzie umożliwiał dostarczanie środków zwalczających tkanki nowotworowe właśnie w to miejsce organizmu, w którym są potrzebne" - powiedział prof. Burian.
Jak przypuszcza prof. Marek Szymoński, kierownik Zakładu Fizyki Nanostruktur i Nanotechnologii Instytutu Fizyki UJ, Komitet Noblowski mógł wybrać to osiągnięcie m.in. dlatego, że zainspirowało ono do dalszych badań licznych uczonych na całym świecie. "Różne grupy badawcze prześcigają się w badaniach dotyczących grafenu. Jest w tej dziedzinie duże ożywienie. Programy dotyczące grafenu próbuje uruchamiać Unia Europejska i Europejska Fundacja Nauki. Tak samo jest w państwach azjatyckich. To właśnie mogło w jakiś sposób rzutować na przyznanie nagrody tym panom z Manchesteru, którzy jako jedni z pierwszych grafen otrzymywali i zakomunikowali o jego unikalnych właściwościach elektronowych" - mówił naukowiec.
Andrey Konstantinovich Geim urodził się w 1958 r. w Soczi, posiada jednak obywatelstwo holenderskie. W 1982 r. ukończył studia w Moskiewskim Instytucie Fizyki i Technologii, a w 1987 r. uzyskał stopień doktora w Centrum Naukowym Rosyjskiej Akademii Nauk w Czernogołowce. Nim rozpoczął pracę na Uniwersytecie w Manchesterze, prowadził badania m.in. na uczelniach w Nottingham, Bath i w Kopanhadze. Obecnie pełni funkcję dyrektora Manchester Centre for Mesoscience and Nanotechnology. Jest znany z poczucia humoru - w 2001 r. współautorem jednej z publikacji, na temat lewitacji diamagnetycznej, uczynił swojego chomika, Tishę, który "w sposób najbardziej bezpośredni przyczynił się do eksperymentu związanego z lewitacją".
Konstantin "Kostia" Novoselov urodził się w 1974 r. w miejscowości Niżny Tagił w b. ZSRR. W 1997 r. obronił pracę magisterską na Moskiewskim Uniwersytecie Fizyczno-Technicznym. W latach 1997-1999 prowadził badania w Instytucie Technologii Mikroelektronicznych w Czarnogołowce. Następnie był pracownikiem Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych na Uniwersytecie w Nijmegen w Holandii, gdzie uzyskał tytuł doktora. Przeniósł się, za prof. Geimem, do Wielkiej Brytanii na Wydział Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Manchesterze, z którym jest związany do dziś. W 2007 r. został członkiem brytyjskiego towarzystwa naukowego Royal Society. Ma obywatelstwo rosyjsko-brytyjskie.
Novoselov i Geim, którzy karierę naukową rozpoczynali w Moskwie, razem przybyli do Wlk. Brytanii, gdzie zostali profesorami na Uniwersytecie w Manchesterze. W październiku 2004 r. opublikowali na łamach "Science" artykuł, który wywołał wielkie poruszenie. Jego autorzy wyizolowali grafen z kawałka grafitu, jaki można znaleźć w zwykłym ołówku. Co więcej, do uzyskania jego jednoatomowej warstwy wykorzystali zwykłą taśmę samoprzylepną.
Grafen to najmocniejszy znany materiał, ponad 100 razy mocniejszy niż stal, a zarazem tak elastyczny, że można go bez szkody rozciągnąć o 20 proc. Podobnie jak diament, składa się z atomów węgla, pierwiastka, bez którego nie mogłoby istnieć życie w znanej nam formie. Jest równie dobrym przewodnikiem elektryczności jak miedź, a pod względem przewodnictwa ciepła przewyższa wszystkie znane materiały. Choć jest niemal całkowicie przezroczysty (pochłania tylko 2,3 proc. światła), przez jego warstwę nie przechodzą nawet maleńkie atomy helu.
Dzięki grafenowi fizycy mogą w nieosiągalny wcześniej sposób badać zjawiska z zakresu mechaniki kwantowej, gdyż elektrony poruszają się w grafenie z prędkością sięgającą 1/300 prędkości światła. Pozwala to wykonywać wiele doświadczeń, które dotąd wymagały użycia akceleratora.
Prof. Roman Stępniewski z Zakładu Fizyki Ciała Stałego Uniwersytetu Warszawskiego tłumaczył w rozmowie z PAP, że w przyszłości grafen może zastąpić krzem w zastosowaniach elektronicznych na potrzeby tzw. szybkiej elektroniki. "Od lat urządzenia elektroniczne, komputery, zegarki, telefony bazują na właściwościach krzemu. Krzem jest obecnie najlepszym i najpowszechniej używanym materiałem, z którego powstają tranzystory. Jednak wymagania techniki cały czas rosną, komputery są coraz szybsze i mniejsze" - mówił profesor.
"Odkrycie grafenu to krok (...) do dalszego zmniejszenia rozmiarów i upakowania elementów elektronicznych" - uważa prof. Jerzy Langer, kierownik Pracowni Fizykochemii Materiałów i Nanotechnologii Wydziału Chemii Uniwersytetu Adama Mickiewicza w Poznaniu.
Także dr hab. Zbigniew Klusek z Zakładu Fizyki i Technologii Struktur Nanometrowych Uniwersytetu Łódzkiego sądzi, że wyizolowanie grafenu to odkrycie o wielkiej wadze. "Może mieć ono wpływ m.in. na rozwój komputeryzacji. Chodzi o tranzystory polowe, stosowane w technikach cyfrowych" - tłumaczył.
Prof. Andrzej Burian z Instytutu Fizyki Uniwersytetu Śląskiego zwrócił uwagę, że grafen "jest stosunkowo odporny na działanie różnych czynników chemicznych, w związku z tym zakłada się, że powinien być również przyjazny dla organizmów ludzkich". "Można sobie wyobrazić, że będzie można dołączać do niego cząsteczki mające aktywność terapeutyczną, czyli używać go jako nośnika leków w organizmie ludzkim. Również - ale to na razie pozostaje w sferze fantazji - będzie można go wykorzystywać do tzw. kierowanej terapii nowotworowej, bo będzie umożliwiał dostarczanie środków zwalczających tkanki nowotworowe właśnie w to miejsce organizmu, w którym są potrzebne" - powiedział prof. Burian.
Jak przypuszcza prof. Marek Szymoński, kierownik Zakładu Fizyki Nanostruktur i Nanotechnologii Instytutu Fizyki UJ, Komitet Noblowski mógł wybrać to osiągnięcie m.in. dlatego, że zainspirowało ono do dalszych badań licznych uczonych na całym świecie. "Różne grupy badawcze prześcigają się w badaniach dotyczących grafenu. Jest w tej dziedzinie duże ożywienie. Programy dotyczące grafenu próbuje uruchamiać Unia Europejska i Europejska Fundacja Nauki. Tak samo jest w państwach azjatyckich. To właśnie mogło w jakiś sposób rzutować na przyznanie nagrody tym panom z Manchesteru, którzy jako jedni z pierwszych grafen otrzymywali i zakomunikowali o jego unikalnych właściwościach elektronowych" - mówił naukowiec.
Andrey Konstantinovich Geim urodził się w 1958 r. w Soczi, posiada jednak obywatelstwo holenderskie. W 1982 r. ukończył studia w Moskiewskim Instytucie Fizyki i Technologii, a w 1987 r. uzyskał stopień doktora w Centrum Naukowym Rosyjskiej Akademii Nauk w Czernogołowce. Nim rozpoczął pracę na Uniwersytecie w Manchesterze, prowadził badania m.in. na uczelniach w Nottingham, Bath i w Kopanhadze. Obecnie pełni funkcję dyrektora Manchester Centre for Mesoscience and Nanotechnology. Jest znany z poczucia humoru - w 2001 r. współautorem jednej z publikacji, na temat lewitacji diamagnetycznej, uczynił swojego chomika, Tishę, który "w sposób najbardziej bezpośredni przyczynił się do eksperymentu związanego z lewitacją".
Konstantin "Kostia" Novoselov urodził się w 1974 r. w miejscowości Niżny Tagił w b. ZSRR. W 1997 r. obronił pracę magisterską na Moskiewskim Uniwersytecie Fizyczno-Technicznym. W latach 1997-1999 prowadził badania w Instytucie Technologii Mikroelektronicznych w Czarnogołowce. Następnie był pracownikiem Laboratorium Silnych Pól Magnetycznych na Uniwersytecie w Nijmegen w Holandii, gdzie uzyskał tytuł doktora. Przeniósł się, za prof. Geimem, do Wielkiej Brytanii na Wydział Fizyki i Astronomii Uniwersytetu w Manchesterze, z którym jest związany do dziś. W 2007 r. został członkiem brytyjskiego towarzystwa naukowego Royal Society. Ma obywatelstwo rosyjsko-brytyjskie.
Poinformuj znajomych o tym artykule:
REKLAMA
Inne w tym dziale:
- Podnośniki koszowe, usługi dźwigowe. Bydgoszcz REKLAMA
- Żylaki. Leczenie żylaków kończyn dolnych. Bydgoszcz, Inowrocław, Chojnice, Tuchola. REKLAMA
- Ortopeda. Chirurgia ortopedyczna. Medycyna sportowa. Warszawa REKLAMA
- Niemcy. Multigenowy test raka piersi refundowany przez kasy chorych
- PE. Pisemne oświadczenie w sprawie zwalczania raka piersi w Unii Europejskiej
- Pod względem liczby popełnianych błędów odwodnieni kierowcy nie ustępują nietrzeźwym!
- Im niżej, tym lepiej - najnowsze wyniki badań wskazują, że ryzyko zawałów serca i udarów mózgu jest tym niższe, im niższy jest poziom cholesterolu LDL
- Zdrowa dieta bez mięsa
- Alkaptonuria - rzadka choroba czarnych kości. Nieznane wyniszczające schorzenie, pacjenci bez rozpoznania
- Brytyjczycy wolą bezpieczne metody leczenia
- Strefy wolne od dymu tytoniowego sprzyjają zdrowiu dzieci
- Choroby, które zabijają ponad 2 miliony ludzi rocznie
- Poprawa kondycji fizycznej może przyczynić się do szybszego powrotu do zdrowia kobiet z rakiem piersi
- Wszystkie w tym dziale
REKLAMA
