Sir Andrey Konstantinovich Geim é membro da Royal Society, membro da Universidade de Manchester e físico britânico-holandês nascido na Rússia. Juntamente com Konstantin Novoselov, ele recebeu o Prêmio Nobel de Física em 2010 por seu trabalho sobre o grafeno. Atualmente é Professor Regius e Diretor do Centro de Meso-Ciência e Nanotecnologia da Universidade de Manchester.
Andrey Geim: biografia
Nasceu em 21/10/58 na família de Konstantin Alekseevich Geim e Nina Nikolaevna Bayer. Seus pais eram engenheiros soviéticos de origem alemã. Segundo Geim, a avó de sua mãe era judia e ele sofria de antissemitismo porque seu sobrenome soa judeu. O jogo tem um irmão Vladislav. Em 1965 sua família mudou-se para Nalchik, onde estudou em uma escola especializada em inglês. Depois de se formar com honras, ele tentou duas vezes entrar no MEPHI, mas não foi aceito. Então ele se inscreveu no Instituto de Física e Tecnologia de Moscou e, desta vez, conseguiu entrar. De acordo com eleSegundo ele, os alunos estudavam muito - a pressão era tão forte que muitas vezes as pessoas quebravam e abandonavam os estudos, e algumas acabavam com depressão, esquizofrenia e suicídio.
Carreira Acadêmica
Andrey Geim recebeu seu diploma em 1982 e, em 1987, tornou-se PhD em física de metais no Instituto de Física do Estado Sólido da Academia Russa de Ciências em Chernogolovka. Segundo o cientista, naquela época ele não queria seguir essa direção, preferindo física de partículas elementares ou astrofísica, mas hoje está satisfeito com sua escolha.
Game trabalhou como pesquisador no Instituto de Tecnologia Microeletrônica da Academia Russa de Ciências, e desde 1990 nas Universidades de Nottingham (duas vezes), Bath e Copenhagen. Segundo ele, poderia fazer pesquisas no exterior, e não lidar com política, por isso decidiu deixar a URSS.
Trabalhando na Holanda
Andrey Geim assumiu seu primeiro cargo em tempo integral em 1994, quando se tornou professor assistente na Universidade de Nijmegen, onde estudou supercondutividade mesoscópica. Mais tarde, ele recebeu a cidadania holandesa. Um de seus alunos de pós-graduação foi Konstantin Novoselov, que se tornou seu principal parceiro de pesquisa. No entanto, de acordo com Geim, sua carreira acadêmica na Holanda estava longe de ser rósea. Ofereceram-lhe cátedras em Nijmegen e Eindhoven, mas ele recusou porque achava o sistema acadêmico holandês muito hierárquico e cheio de politicagem mesquinha, é completamente diferente do britânico, onde todos os funcionários são iguais em direitos. Em sua palestra do Nobel, Game disse mais tarde que essa situação era um pouco surreal, pois fora dos muros da universidade ele foi calorosamente recebido em todos os lugares, incluindo seu supervisor e outros cientistas.
Mudando para o Reino Unido
Em 2001, Game tornou-se Professor de Física na Universidade de Manchester, e em 2002 foi nomeado Diretor do Manchester Center for Meso-Science and Nanotechnology e Professor Langworthy. Sua esposa e colaboradora de longa data, Irina Grigorieva, também se mudou para Manchester como professora. Mais tarde, Konstantin Novoselov juntou-se a eles. Desde 2007, Game é membro sênior do Conselho de Pesquisa em Engenharia e Ciências Físicas. Em 2010, a Universidade de Nijmegen o nomeou Professor de Materiais Inovadores e Nanociência.
Pesquisa
Game encontrou uma maneira simples de isolar uma única camada de átomos de grafite, conhecida como grafeno, em colaboração com cientistas da Universidade de Manchester e IMT. Em outubro de 2004, o grupo publicou suas descobertas na revista Science.
Grafeno consiste em uma camada de carbono, cujos átomos estão dispostos na forma de hexágonos bidimensionais. É o material mais fino do mundo, bem como um dos mais fortes e duros. A substância tem muitos usos potenciais e é uma excelente alternativa ao silício. Um dos primeiros usos do grafeno pode ser o desenvolvimento de telas sensíveis ao toque flexíveis, disse Geim. Ele não patenteou o novo material porque exigiria um certoescopo e parceiro na indústria.
O físico estava desenvolvendo um adesivo biomimético que ficou conhecido como fita de lagartixa devido à aderência dos membros da lagartixa. Esses estudos ainda estão em seus estágios iniciais, mas já dão esperança de que no futuro as pessoas poderão escalar tetos como o Homem-Aranha.
Em 1997, Game estudou os efeitos do magnetismo na água, o que levou à famosa descoberta da levitação diamagnética direta da água, que ficou amplamente conhecida devido à demonstração de um sapo levitando. Ele também trabalhou em supercondutividade e física mesoscópica.
Sobre a escolha dos assuntos para sua pesquisa, Game disse que despreza a abordagem de muitos escolhendo um assunto para seu doutorado e continuando o mesmo assunto até a aposentadoria. Antes de conseguir seu primeiro emprego em tempo integral, ele mudou de assunto cinco vezes e isso o ajudou a aprender muito.
Em um artigo de 2001, ele nomeou seu amado hamster Tisha como coautor.
História da descoberta do grafeno
Numa noite de outono em 2002, Andrey Geim estava pensando em carbono. Ele se especializou em materiais microscopicamente finos e se perguntou como as camadas mais finas de matéria poderiam se comportar sob certas condições experimentais. O grafite, composto de filmes monoatômicos, era um candidato óbvio para pesquisa, mas os métodos padrão para isolar amostras ultrafinas o superaqueceriam e o destruiriam. Então Game designou um dos novos alunos de pós-graduação, Da Jiang,tente obter uma amostra tão fina quanto possível, até mesmo algumas centenas de camadas de átomos, polindo um cristal de grafite de uma polegada de tamanho. Algumas semanas depois, Jiang trouxe um grão de carbono em uma placa de Petri. Depois de examiná-lo sob um microscópio, Game pediu que ele tentasse novamente. Jiang disse que isso era tudo o que restava do cristal. Enquanto Game o repreendeu brincando por limpar uma montanha para obter um grão de areia, um de seus veteranos viu pedaços de fita usada na lixeira, cujo lado adesivo estava coberto com uma película cinza e levemente brilhante de resíduo de grafite.
Em laboratórios ao redor do mundo, pesquisadores usam fita adesiva para testar as propriedades adesivas de amostras experimentais. As camadas de carbono que compõem o grafite são frouxamente coladas (desde 1564, o material é usado em lápis, pois deixa uma marca visível no papel), de modo que a fita adesiva separa facilmente as escamas. Game colocou um pedaço de fita adesiva sob um microscópio e descobriu que a espessura do grafite era mais fina do que o que ele havia visto até agora. Ao dobrar, apertar e separar a fita, ele conseguiu obter camadas ainda mais finas.
Game conseguiu isolar pela primeira vez um material bidimensional: uma camada monoatômica de carbono, que sob um microscópio atômico parece uma rede plana de hexágonos, lembrando um favo de mel. Os físicos teóricos chamaram essa substância de grafeno, mas não assumiram que ela pudesse ser obtida à temperatura ambiente. Parecia-lhes que o material se desintegraria em bolas microscópicas. Em vez disso, Game viu que o grafeno permanecia em umplano que ondula à medida que a matéria se estabiliza.
Grafeno: propriedades notáveis
Andrei Game contou com a ajuda do estudante de pós-graduação Konstantin Novoselov, e eles começaram a estudar uma nova substância quatorze horas por dia. Nos dois anos seguintes, eles conduziram uma série de experimentos, durante os quais descobriram as incríveis propriedades do material. Devido à sua estrutura única, os elétrons, sem serem influenciados por outras camadas, podem se mover pela rede sem impedimentos e com velocidade incomum. A condutividade do grafeno é milhares de vezes maior que a do cobre. A primeira revelação de Game foi a observação de um pronunciado "efeito de campo" que ocorre na presença de um campo elétrico, que permite o controle da condução. Esse efeito é uma das características definidoras do silício usado em chips de computador. Isso sugere que o grafeno pode ser um substituto que os fabricantes de computadores procuram há anos.
O caminho para o reconhecimento
Game e Konstantin Novoselov escreveram um artigo de três páginas descrevendo suas descobertas. Foi rejeitado duas vezes pela Nature, com um revisor dizendo que isolar um material bidimensional estável era impossível, e outro não vendo "progresso científico suficiente" nele. Mas em outubro de 2004, um artigo intitulado "Efeito de Campo Elétrico em Filmes de Carbono Atomicamente Espessos" foi publicado na revista Science, causando uma grande impressão nos cientistas - diante de seus olhos, a fantasia se tornou realidade.
Uma Avalanche de Descobertas
Laboratórios de todo o mundo começaram a pesquisar usando a técnica de fita adesiva de Geim, e os cientistas identificaram outras propriedades do grafeno. Embora fosse o material mais fino do universo, era 150 vezes mais forte que o aço. O grafeno provou ser maleável, como a borracha, podendo esticar até 120% de seu comprimento. Graças à pesquisa de Philip Kim e, em seguida, cientistas da Universidade de Columbia, descobriu-se que esse material é ainda mais eletricamente condutor do que o encontrado anteriormente. Kim colocou o grafeno em um vácuo onde nenhum outro material poderia retardar o movimento de suas partículas subatômicas e mostrou que ele tem "mobilidade" - a velocidade com que uma carga elétrica viaja através de um semicondutor - 250 vezes mais rápido que o silício.
Raça tecnológica
Em 2010, seis anos após a descoberta feita por Andrei Geim e Konstantin Novoselov, o Prêmio Nobel foi concedido a eles afinal. Naquela época, a mídia chamava o grafeno de “material maravilhoso”, uma substância que “poderia mudar o mundo”. Ele foi abordado por pesquisadores acadêmicos nas áreas de física, engenharia elétrica, medicina, química, etc. Patentes foram emitidas para o uso de grafeno em baterias, telas flexíveis, sistemas de dessalinização de água, células solares avançadas, microcomputadores ultrarrápidos.
Cientistas na China criaram o material mais leve do mundo - aerogel de grafeno. É 7 vezes mais leve que o ar - um metro cúbico de matéria pesa apenas 160 g. O aerogel de grafeno é criado por liofilização de um gel contendo grafeno e nanotubos.
À Universidade de Manchester,onde Game e Novoselov trabalham, o governo britânico investiu US$ 60 milhões para criar o National Graphene Institute em sua base, o que permitiria ao país estar em pé de igualdade com os melhores detentores de patentes do mundo - Coréia, China e Estados Unidos, que iniciaram a corrida para criar os primeiros produtos revolucionários do mundo baseados em novos materiais.
Títulos e prêmios honorários
Um experimento com levitação magnética de um sapo vivo não trouxe o resultado que Michael Berry e Andrey Game esperavam. O Prêmio Ig Nobel foi concedido a eles em 2000
Em 2006 Game recebeu o prêmio Scientific American 50.
Em 2007, o Instituto de Física lhe concedeu o Prêmio Mott e a Medalha. Ao mesmo tempo, Game foi eleito membro da Royal Society.
Game e Novoselov dividiram o Prêmio Eurofísica de 2008 "pela descoberta e isolamento da camada monoatômica de carbono e a determinação de suas notáveis propriedades eletrônicas". Em 2009, ele recebeu o Prêmio Kerber.
O Prêmio Andre Geim John Carthy de 2010 da Academia Nacional de Ciências dos EUA foi concedido "por sua realização experimental e estudo do grafeno, uma forma bidimensional de carbono."
Também em 2010, ele recebeu uma das seis cátedras honorárias da Royal Society e a Medalha Hughes "pela descoberta revolucionária do grafeno e suas propriedades notáveis". Geim recebeu doutorado honorário da Delft University of Technology, ETH Zurich, UniversitiesAntuérpia e Manchester.
Em 2010 ele foi premiado com a Ordem do Leão da Holanda por suas contribuições à ciência holandesa. Em 2012, por serviços à ciência, Game foi promovido a cavaleiros solteiros. Ele foi eleito Membro Correspondente Estrangeiro da Academia de Ciências dos Estados Unidos em maio de 2012
Prêmio Nobel
Game e Novoselov receberam o Prêmio Nobel de Física de 2010 por seu trabalho pioneiro com o grafeno. Ao saber do prêmio, Game disse que não esperava recebê-lo este ano e não tem planos de mudar seus planos imediatos. Um físico moderno expressou a esperança de que o grafeno e outros cristais bidimensionais mudem a vida cotidiana da humanidade da mesma forma que o plástico. O prêmio fez dele a primeira pessoa a ganhar o Prêmio Nobel e o Prêmio Ig Nobel ao mesmo tempo. A palestra ocorreu em 8 de dezembro de 2010 na Universidade de Estocolmo.
