सर एंड्री कॉन्स्टेंटिनोविच गीम रॉयल सोसाइटी के फेलो, मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के साथी और रूसी मूल के ब्रिटिश-डच भौतिक विज्ञानी हैं। कोंस्टेंटिन नोवोसेलोव के साथ, उन्हें ग्रेफीन पर उनके काम के लिए 2010 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। वह वर्तमान में मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में रेगियस प्रोफेसर और सेंटर फॉर मेसो-साइंस एंड नैनो टेक्नोलॉजी के निदेशक हैं।
एंड्रे गीम: जीवनी
10/21/58 को कॉन्स्टेंटिन अलेक्सेविच गीम और नीना निकोलेवना बेयर के परिवार में जन्म। उनके माता-पिता जर्मन मूल के सोवियत इंजीनियर थे। गीम के अनुसार, उनकी मां की दादी यहूदी थीं और वे यहूदी-विरोधी से पीड़ित थीं क्योंकि उनका अंतिम नाम यहूदी लगता था। गेम का एक भाई व्लादिस्लाव है। 1965 में उनका परिवार नालचिक चला गया, जहाँ उन्होंने अंग्रेजी में विशेषज्ञता वाले एक स्कूल में पढ़ाई की। सम्मान के साथ स्नातक होने के बाद, उन्होंने दो बार एमईपीएचआई में प्रवेश करने की कोशिश की, लेकिन उन्हें स्वीकार नहीं किया गया। फिर उन्होंने मास्को इंस्टीट्यूट ऑफ फिजिक्स एंड टेक्नोलॉजी में आवेदन किया और इस बार वे प्रवेश करने में सफल रहे। उसके अनुसारउनके अनुसार, छात्रों ने बहुत कठिन अध्ययन किया - दबाव इतना मजबूत था कि अक्सर लोग टूट जाते थे और अपनी पढ़ाई छोड़ देते थे, और कुछ अवसाद, सिज़ोफ्रेनिया और आत्महत्या के साथ समाप्त हो जाते थे।
शैक्षणिक करियर
आंद्रे गीम ने 1982 में अपना डिप्लोमा प्राप्त किया, और 1987 में वे चेर्नोगोलोव्का में रूसी विज्ञान अकादमी के सॉलिड स्टेट फिजिक्स संस्थान में धातु भौतिकी में पीएचडी बन गए। वैज्ञानिक के अनुसार उस समय वह इस दिशा में आगे बढ़ना नहीं चाहते थे, प्राथमिक कण भौतिकी या खगोल भौतिकी को तरजीह देते हैं, लेकिन आज वे अपनी पसंद से संतुष्ट हैं।
गेम ने रूसी विज्ञान अकादमी में माइक्रोइलेक्ट्रॉनिक प्रौद्योगिकी संस्थान में एक शोधकर्ता के रूप में काम किया, और 1990 के बाद से नॉटिंघम (दो बार), बाथ और कोपेनहेगन विश्वविद्यालयों में काम किया। उनके अनुसार, वे विदेश में शोध कर सकते थे, और राजनीति से नहीं निपट सकते थे, यही वजह है कि उन्होंने यूएसएसआर छोड़ने का फैसला किया।
नीदरलैंड में काम करना
एंड्रे गीम ने 1994 में अपना पहला पूर्णकालिक पद ग्रहण किया, जब वे निजमेजेन विश्वविद्यालय में सहायक प्रोफेसर बने, जहां उन्होंने मेसोस्कोपिक सुपरकंडक्टिविटी का अध्ययन किया। बाद में उन्हें डच नागरिकता मिली। उनके स्नातक छात्रों में से एक कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव थे, जो उनके मुख्य शोध भागीदार बने। हालाँकि, गीम के अनुसार, नीदरलैंड में उनका अकादमिक करियर गुलाबी से बहुत दूर था। उन्हें निजमेगेन और आइंडहोवन में प्रोफेसरशिप की पेशकश की गई थी, लेकिन उन्होंने इसे ठुकरा दिया क्योंकि उन्होंने डच शैक्षणिक प्रणाली को बहुत पदानुक्रमित और क्षुद्र राजनीति से भरा पाया, यह ब्रिटिश से पूरी तरह से अलग है, जहां हर कर्मचारी अधिकारों में समान है।अपने नोबेल व्याख्यान में, गेम ने बाद में कहा कि यह स्थिति थोड़ी वास्तविक थी, क्योंकि विश्वविद्यालय की दीवारों के बाहर उनका हर जगह गर्मजोशी से स्वागत किया गया, जिसमें उनके पर्यवेक्षक और अन्य वैज्ञानिक भी शामिल थे।
यूके जाना
2001 में, गेम मैनचेस्टर विश्वविद्यालय में भौतिकी के प्रोफेसर बने, और 2002 में मैनचेस्टर सेंटर फॉर मेसो-साइंस एंड नैनोटेक्नोलॉजी और प्रोफेसर लैंगवर्थी के निदेशक नियुक्त किए गए। उनकी पत्नी और लंबे समय से सहयोगी इरिना ग्रिगोरिएवा भी एक शिक्षक के रूप में मैनचेस्टर चली गईं। बाद में कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव उनके साथ शामिल हो गए। 2007 से, गेम इंजीनियरिंग और भौतिक विज्ञान अनुसंधान परिषद में एक वरिष्ठ फेलो रहा है। 2010 में, Nijmegen विश्वविद्यालय ने उन्हें अभिनव सामग्री और नैनो विज्ञान के प्रोफेसर नियुक्त किया।
अनुसंधान
गेम ने मैनचेस्टर विश्वविद्यालय और आईएमटी के वैज्ञानिकों के सहयोग से ग्रेफाइट परमाणुओं की एक परत को अलग करने का एक आसान तरीका खोजा है, जिसे ग्रेफीन के रूप में जाना जाता है। अक्टूबर 2004 में, समूह ने विज्ञान पत्रिका में अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए।
ग्राफीन में कार्बन की एक परत होती है, जिसके परमाणु द्वि-आयामी षट्भुज के रूप में व्यवस्थित होते हैं। यह दुनिया की सबसे पतली सामग्री है, साथ ही सबसे मजबूत और सख्त में से एक है। पदार्थ के कई संभावित उपयोग हैं और यह सिलिकॉन का एक उत्कृष्ट विकल्प है। गीम ने कहा कि ग्रैफेन के लिए पहले उपयोगों में से एक लचीला टचस्क्रीन का विकास हो सकता है। उन्होंने नई सामग्री का पेटेंट नहीं कराया क्योंकि इसके लिए एक निश्चित सामग्री की आवश्यकता होगीउद्योग में गुंजाइश और भागीदार।
भौतिक विज्ञानी एक बायोमिमेटिक एडहेसिव विकसित कर रहे थे जो गेको के अंगों की चिपचिपाहट के कारण गेको टेप के रूप में जाना जाने लगा। ये अध्ययन अभी अपने शुरुआती चरण में हैं, लेकिन पहले से ही उम्मीद है कि भविष्य में लोग स्पाइडर मैन की तरह छत पर चढ़ने में सक्षम होंगे।
1997 में, गेम ने पानी पर चुंबकत्व के प्रभावों का अध्ययन किया, जिसके कारण पानी के प्रत्यक्ष प्रतिचुंबकीय उत्तोलन की प्रसिद्ध खोज हुई, जो एक लेविटेटिंग मेंढक के प्रदर्शन के कारण व्यापक रूप से ज्ञात हुई। उन्होंने अतिचालकता और मेसोस्कोपिक भौतिकी पर भी काम किया।
अपने शोध के लिए विषयों की पसंद पर, गेम ने कहा कि वह कई लोगों के अपने पीएचडी के लिए एक विषय चुनने और फिर सेवानिवृत्ति तक उसी विषय को जारी रखने के दृष्टिकोण को तुच्छ समझते हैं। अपना पहला पूर्णकालिक पद प्राप्त करने से पहले, उन्होंने अपना विषय पांच बार बदला और इससे उन्हें बहुत कुछ सीखने में मदद मिली।
2001 के एक पेपर में, उन्होंने अपने प्रिय हम्सटर तिशा को सह-लेखक के रूप में नामित किया।
ग्राफीन की खोज का इतिहास
2002 में शरद ऋतु की एक शाम एंड्री गीम कार्बन के बारे में सोच रहे थे। उन्होंने सूक्ष्म रूप से पतली सामग्री में विशेषज्ञता हासिल की और सोचा कि कुछ प्रायोगिक परिस्थितियों में पदार्थ की सबसे पतली परतें कैसे व्यवहार कर सकती हैं। मोनोएटोमिक फिल्मों से बना ग्रेफाइट, अनुसंधान के लिए एक स्पष्ट उम्मीदवार था, लेकिन अल्ट्राथिन नमूनों को अलग करने के लिए मानक तरीके इसे ज़्यादा गरम और नष्ट कर देंगे। तो गेम ने नए स्नातक छात्रों में से एक, दा जियांग को सौंपा,जितना संभव हो उतना पतला नमूना प्राप्त करने का प्रयास करें, यहां तक कि परमाणुओं की कुछ सौ परतें, एक ग्रेफाइट क्रिस्टल को एक इंच आकार में पॉलिश करके। कुछ हफ्ते बाद, जियांग एक पेट्री डिश में कार्बन का एक दाना लाया। एक माइक्रोस्कोप के तहत इसकी जांच करने के बाद, गेम ने उसे फिर से कोशिश करने के लिए कहा। जियांग ने कहा कि यह सब क्रिस्टल से बचा था। जबकि गेम ने रेत का एक दाना पाने के लिए पहाड़ को पोंछने के लिए मजाक में उसे फटकार लगाई, उसके वरिष्ठों में से एक ने कूड़ेदान में इस्तेमाल किए गए टेप के गुच्छों को देखा, जिसका चिपचिपा पक्ष ग्रेफाइट अवशेषों की एक ग्रे, थोड़ी चमकदार फिल्म के साथ कवर किया गया था।
दुनिया भर की प्रयोगशालाओं में, शोधकर्ता प्रयोगात्मक नमूनों के चिपकने वाले गुणों का परीक्षण करने के लिए टेप का उपयोग करते हैं। ग्रेफाइट बनाने वाले कार्बन की परतें शिथिल रूप से बंधी होती हैं (1564 से, सामग्री का उपयोग पेंसिल में किया जाता है, क्योंकि यह कागज पर एक दृश्य चिह्न छोड़ता है), ताकि चिपकने वाला टेप आसानी से तराजू को अलग कर दे। गेम ने माइक्रोस्कोप के नीचे डक्ट टेप का एक टुकड़ा रखा और पाया कि ग्रेफाइट की मोटाई अब तक देखी गई तुलना में पतली थी। टेप को मोड़कर, निचोड़कर और खींचकर, वह और भी पतली परतें हासिल करने में कामयाब रहा।
खेल पहली बार दो-आयामी सामग्री को अलग करने में सफल रहा: कार्बन की एक मोनोएटोमिक परत, जो एक परमाणु माइक्रोस्कोप के तहत हेक्सागोन की एक सपाट जाली की तरह दिखती है, एक छत्ते की याद ताजा करती है। सैद्धांतिक भौतिकविदों ने ऐसे पदार्थ को ग्रेफीन कहा, लेकिन उन्होंने यह नहीं माना कि इसे कमरे के तापमान पर प्राप्त किया जा सकता है। उन्हें ऐसा लग रहा था कि सामग्री सूक्ष्म गेंदों में बिखर जाएगी। इसके बजाय, गेम ने देखा कि ग्रैफेन एक में बना रहाद्रव्य के रूप में तरंगित होने वाला विमान स्थिर हो जाता है।
ग्राफीन: उल्लेखनीय गुण
आंद्रेई गेम ने स्नातक छात्र कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव की मदद ली, और उन्होंने दिन में चौदह घंटे एक नए पदार्थ का अध्ययन करना शुरू किया। अगले दो वर्षों में, उन्होंने कई प्रयोग किए, जिसके दौरान उन्होंने सामग्री के अद्भुत गुणों की खोज की। इसकी अनूठी संरचना के कारण, इलेक्ट्रॉन, अन्य परतों से प्रभावित हुए बिना, जाली के माध्यम से निर्बाध और असामान्य रूप से तेजी से आगे बढ़ सकते हैं। ग्राफीन की चालकता तांबे की तुलना में हजारों गुना अधिक होती है। खेल का पहला रहस्योद्घाटन एक स्पष्ट "क्षेत्र प्रभाव" का अवलोकन था जो एक विद्युत क्षेत्र की उपस्थिति में होता है, जो चालन के नियंत्रण की अनुमति देता है। यह प्रभाव कंप्यूटर चिप्स में प्रयुक्त सिलिकॉन की परिभाषित विशेषताओं में से एक है। इससे पता चलता है कि ग्रैफेन एक प्रतिस्थापन हो सकता है जिसे कंप्यूटर निर्माता वर्षों से ढूंढ रहे हैं।
पहचान की राह
गेम और कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव ने अपनी खोजों का वर्णन करते हुए तीन पन्नों का एक पेपर लिखा। इसे प्रकृति द्वारा दो बार खारिज कर दिया गया था, एक समीक्षक ने कहा कि एक स्थिर द्वि-आयामी सामग्री को अलग करना असंभव था, और दूसरा इसमें "पर्याप्त वैज्ञानिक प्रगति" नहीं देख रहा था। लेकिन अक्टूबर 2004 में साइंस जर्नल में "इलेक्ट्रिक फील्ड इफेक्ट इन एटॉमिकली थिक कार्बन फिल्म्स" शीर्षक से एक लेख प्रकाशित हुआ, जिसने वैज्ञानिकों पर एक बड़ी छाप छोड़ी - उनकी आंखों के सामने, कल्पना वास्तविकता बन गई।
खोजों का एक हिमस्खलन
दुनिया भर की प्रयोगशालाओं ने गीम की चिपकने वाली टेप तकनीक का उपयोग करके शोध शुरू किया, और वैज्ञानिकों ने ग्रैफेन के अन्य गुणों की पहचान की है। हालांकि यह ब्रह्मांड का सबसे पतला पदार्थ था, लेकिन यह स्टील से 150 गुना ज्यादा मजबूत था। ग्रैफेन रबड़ की तरह लचीला साबित हुआ, और इसकी लंबाई का 120% तक फैल सकता है। फिलिप किम और फिर कोलंबिया विश्वविद्यालय के वैज्ञानिकों के शोध के लिए धन्यवाद, यह पाया गया कि यह सामग्री पहले की तुलना में अधिक विद्युत प्रवाहकीय है। किम ने ग्रेफीन को एक ऐसे निर्वात में रखा जहां कोई अन्य सामग्री उसके उप-परमाणु कणों की गति को धीमा नहीं कर सकती थी, और यह दिखाया कि इसमें "गतिशीलता" है - जिस गति से एक विद्युत आवेश अर्धचालक के माध्यम से यात्रा करता है - सिलिकॉन की तुलना में 250 गुना तेज।
टेक रेस
आंद्रेई गीम और कॉन्स्टेंटिन नोवोसेलोव द्वारा की गई खोज के छह साल बाद 2010 में नोबेल पुरस्कार उन्हें दिया गया था। उस समय, मीडिया ने ग्रेफीन को एक "आश्चर्यजनक सामग्री" कहा, एक ऐसा पदार्थ जो "दुनिया को बदल सकता है।" भौतिकी, इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग, चिकित्सा, रसायन विज्ञान, आदि के क्षेत्र में अकादमिक शोधकर्ताओं द्वारा उनसे संपर्क किया गया था। बैटरी, लचीली स्क्रीन, जल विलवणीकरण प्रणाली, उन्नत सौर सेल, अल्ट्रा-फास्ट माइक्रो कंप्यूटर में ग्राफीन के उपयोग के लिए पेटेंट जारी किए गए थे।
चीन में वैज्ञानिकों ने दुनिया का सबसे हल्का पदार्थ ग्रेफीन एयरजेल बनाया है। यह हवा से 7 गुना हल्का है - एक घन मीटर पदार्थ का वजन केवल 160 ग्राम होता है। ग्रेफीन एयरजेल को ग्रेफीन और नैनोट्यूब युक्त जेल को फ्रीज-ड्राई करके बनाया जाता है।
मैनचेस्टर विश्वविद्यालय के लिए,जहां गेम और नोवोसेलोव काम करते हैं, ब्रिटिश सरकार ने इसके आधार पर राष्ट्रीय ग्राफीन संस्थान बनाने के लिए $ 60 मिलियन का निवेश किया, जो देश को दुनिया के सर्वश्रेष्ठ पेटेंट धारकों - कोरिया, चीन और संयुक्त राज्य अमेरिका के बराबर होने की अनुमति देगा, जिसने शुरू किया नई सामग्री पर आधारित दुनिया का पहला क्रांतिकारी उत्पाद बनाने की होड़।
मानद उपाधियाँ और पुरस्कार
एक जीवित मेंढक के चुंबकीय उत्तोलन के साथ एक प्रयोग का वह परिणाम नहीं आया जिसकी माइकल बेरी और एंड्री गेम को उम्मीद थी। उन्हें 2000 में आईजी नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था
2006 में गेम को साइंटिफिक अमेरिकन 50 पुरस्कार मिला।
2007 में, भौतिकी संस्थान ने उन्हें मोट पुरस्कार और पदक से सम्मानित किया। उसी समय, गेम को रॉयल सोसाइटी का फेलो चुना गया।
गेम और नोवोसेलोव ने 2008 के यूरोफिजिक्स पुरस्कार को "कार्बन की मोनोएटोमिक परत की खोज और अलगाव और इसके उल्लेखनीय इलेक्ट्रॉनिक गुणों के निर्धारण के लिए साझा किया।" 2009 में, उन्हें केर्बर पुरस्कार मिला।
यूएस नेशनल एकेडमी ऑफ साइंसेज की ओर से 2010 का आंद्रे गीम जॉन कार्थी पुरस्कार "उनके प्रायोगिक अहसास और कार्बन के द्वि-आयामी रूप, ग्रेफीन के अध्ययन के लिए दिया गया था।"
इसके अलावा 2010 में, उन्हें रॉयल सोसाइटी और ह्यूजेस मेडल के छह मानद प्रोफेसरशिप में से एक "ग्रेफीन की क्रांतिकारी खोज और इसके उल्लेखनीय गुणों के लिए" मिला। Geim को डेल्फ़्ट यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेक्नोलॉजी, ETH ज्यूरिख, विश्वविद्यालयों से डॉक्टरेट की मानद उपाधि से सम्मानित किया गया हैएंटवर्प और मैनचेस्टर।
2010 में उन्हें डच विज्ञान में उनके योगदान के लिए ऑर्डर ऑफ़ द नीदरलैंड लॉयन से सम्मानित किया गया था। 2012 में, विज्ञान की सेवाओं के लिए, गेम को स्नातक शूरवीरों में पदोन्नत किया गया था। उन्हें मई 2012 में युनाइटेड स्टेट्स एकेडमी ऑफ साइंसेज का विदेशी संवाददाता सदस्य चुना गया था
नोबेल पुरस्कार विजेता
गेम और नोवोसेलोव को ग्रेफीन पर उनके अग्रणी काम के लिए 2010 में भौतिकी में नोबेल पुरस्कार से सम्मानित किया गया था। पुरस्कार के बारे में सुनकर, गेम ने कहा कि उन्हें इस साल इसे प्राप्त करने की उम्मीद नहीं थी और उनकी तत्काल योजनाओं को बदलने की कोई योजना नहीं है। एक आधुनिक भौतिक विज्ञानी ने आशा व्यक्त की है कि ग्रैफेन और अन्य द्वि-आयामी क्रिस्टल मानव जाति के दैनिक जीवन को उसी तरह बदल देंगे जैसे प्लास्टिक ने किया था। इस पुरस्कार ने उन्हें एक ही समय में नोबेल पुरस्कार और आईजी नोबेल पुरस्कार दोनों जीतने वाले पहले व्यक्ति बना दिया। व्याख्यान 8 दिसंबर, 2010 को स्टॉकहोम विश्वविद्यालय में हुआ।
