ИЗ СТАРЫХ ЗАПИСНЫХ КНИЖЕК
(Россия, Москва, ноябрь 2010 года)
Константин Новосёлов и Андрей Гейм
Третий международный форум по нанотехнологиям – «Rusnanotech-2010» и выставка нанотехнологической продукции (в ней принимали участие более 360 компаний из России и 13 стран мира), проходившие с 1 по 3 ноября 2010 года в Москве, в Центральном выставочном комплексе (ЦВК) «Экспоцентр», были насыщены такими событиями, встречами, выступлениями, что даже трудно было представить себя, что все это происходило в реальном времени. Здесь, на форуме встретились вместе производство и наука; настоящее и… добро пожаловать в будущее.
Константин Новосёлов и Андрей Гейм
Среди 558 стендовых докладов удивительным был доклад «Graphene: Physics and Applications» и мастер-класс по получению графена из графита 36-летнего лауреата Нобелевской премии по физике доктора Константина Сергеевича Новосёлова! Этот обаятельный молодой человек не только доступно рассказал об экспериментах с графеном, за которые он и его учитель и коллега Андрей Гейм удостоились самой высокой награды в научном мире, но и продемонстрировал, как получить в обычных условиях этот самый тонкий и одновременно самый прочный на планете материал. Кстати, пиролитический графит для эксперимента был предоставлен Институтом новых углеродных материалов и технологий (ИНУМиТ) МГУ имени М.В. Ломоносова. При демонстрационном показе эксперимента по отслаиванию графена также использовался натуральный графит, добытый в Бразилии.
Мне удалось не только сфотографировать Нобелевского лауреата (не удивляйтесь – именно он, этот молодой человек в светлой рубашке навыпуск, является лауреатом Нобелевской премии), но и на ходу коротко побеседовать с ним. Вот что Константин Новосёлов сказал мне: «Организаторам удалось собрать на форуме ведущих учёных из многих областей науки. Наверное, наиболее значимый итог – это то, что сотни российских студентов, присутствующих на форуме, получили доступ к последним научным результатам, как говорится, из «первых рук». Другой важной особенностью нанофорума стала возможность разработчиков и потенциальных инвесторов посмотреть друг на друга. Разумеется, существует огромное количество полуиндустриальных конференций, где учёные и компании работают вместе. Однако редко встретишь такой симпозиум, на котором был бы подобный набор компаний, представляющих настолько широкий спектр потенциальных приложений».
Сэр Константин Сергеевич Новосёлов (родился 23 августа 1974 года в городе Нижний Тагил (Свердловская область, РСФСР, СССР) – российский и британский физик. Доктор философии, профессор.
В 1997 году с отличием окончил факультет физической и квантовой электроники Московского физико-технического института – МФТИ по специализации «наноэлектроника». После окончания института два года работал в подмосковной Черноголовке в Институте проблем технологии микроэлектроники РАН (ИПТМ РАН), был аспирантом ИПТМ РАН (руководитель Юрий Дубровский).
В 1999 году переехал в Нидерланды, где, будучи аспирантом Андрея Гейма, стал работать с ним в Университете Неймегена. В 2001 году вместе с ним перебрался на другой берег Северного моря в Великобританию, в Манчестерский университет. В 2004 году Константин Новосёлов и Андрей Гейм открыли новую аллотропную модификацию углерода – графен, который представляет собой одинарный слой атомов углерода, а помогли им в этом обычный скотч и простой карандаш. Кажется, только смекалка российских учёных могла заставить их, используя совершенно обычные предметы, вручную собирать атомы углерода в шестиугольники под оптическим микроскопом. В результате они создали новый уникальный материал – графен, самый тонкий и эластичный, похожий на ткань, но превосходящий по прочности сталь в двести раз и обладающий электро- и теплопроводностью.
В 2008 году они вместе получили за него премию «Еврофизика», а в 2010 году стали лауреатами Нобелевской премии. Нобелевский вердикт гласил: «За потрясающие основы эксперименты с двумерным материалом графеном». Константин за многое благодарен учителю, а главное – за привитый ему неповторимый стиль исследований, когда нет физики, а есть лишь наука.
3 ноября 2004 года Новосёлов защитил диссертацию на степень доктора философии под руководством профессора Ян-Кееса Маана.
Именно Константину Новосёлову доверили возглавить команду учёных, которая разрабатывала концепцию Национального института графена в Манчестере и впоследствии курировала его дизайн, возведение и открытие. Новосёлов предложил несколько уникальных архитектурных и технических решений. В частности, покрытие данного института изображает формулы из ранних работ Новосёлова и Гейма по графену. Константин подтверждает наличие скрытых шуток среди формул, но при этом их конкретное местонахождение не раскрывает.
31 декабря 2011 года было объявлено о присвоении указом королевы Великобритании Елизаветы II Константину Новосёлову и Андрею Гейму за заслуги перед наукой звания рыцаря-бакалавра, с официальным правом прибавлять к своему имени титул «Сэр».
К.С. Новосёлов в 2011 году был избран членом Королевского общества. С 2019-го он – иностранный член Национальной академии наук США.
К.С. Новосёлов, как и его учитель Гейм, имеет звание «профессор Лэнгуорти» Манчестерского университета (англ. Langworthy professor of physics); среди удостоенных этого высокого звания были Эрнест Резерфорд, Лоурэнс Брэгг и Патрик Блэкетт.
По состоянию на сентябрь 2022 года К.С. Новосёлов имеет более 210 тысяч цитирований своих работ, которых у него около 400. В 2010 году он стал самым молодым за последние 40 лет нобелевским лауреатом по физике, но после получения премии заставил себя забыть о ней. Да и вообще сэр Константин Новосёлов считает, что быть учёным – это сплошное разочарование. При этом он известен не только своими научными открытиями, но ещё успехами в искусстве.
Сэр Константин Новосёлов рядом с королевой Швеции Сильвией на торжественном ужине после вручения Нобелевских премий
Сэр Константин Новосёлов давно увлечён китайской каллиграфией и рисунком. Он прошёл обучение у одного из лучших китайских мастеров, художника Zheng Shenglong. Сегодня картины учёного принимают участие в выставках, а одна даже находится в коллекции председателя Китайской народной республики Си Цзиньпина. Кстати, в некоторых из своих работ он использует и собственное открытие – пишет на рисовой бумаге графеновыми чернилами.
Константин Новосёлов за рисованием на приёме в китайском консульстве в Манчестере
Совместно с английской художницей Корнелией Паркер, известной своими масштабными инсталляциями и скульптурами, учёный создавал композицию для открытия Whitworth Art Gallery, представлявшую собой спроектированный художницей фейерверк с кусочками метеорита. Запускал фейерверк специальный датчик, в состав которого вошли извлечённые из рисунка художника XVIII века Уильяма Блейка микрочастицы графита.
Впрочем, сэр Константин Новосёлов не собирается останавливаться на достигнутом. Кажется, для воплощения всех его идей и задумок в сутках просто не хватает времени. Секрет же успеха гениального физика состоит в том, чтобы заниматься исключительно тем, что интересно, и не слушать при этом чужих советов.
Звания и награды сэра К.С. Новосёлова исчисляются десятками. Он – командор ордена Нидерландского льва, награждён медалями Леверхулма, Онсагера, Дальтона (Dalton Medal), медалью американского общества углерода (Carbon Medal), удостоен Европейской научной премии имени Николаса Курти, премии молодому учёному Международного союза теоретической и прикладной физики и другими престижными международными наградами.
Учитель Новосёлова Андрей Константинович Гейм – первый в мире учёный, награждённый и Нобелевской, и Шнобелевской премией. По поводу присвоения ему Шнобелевской премии он сказал: «Немного самоуничижения никому не навредит». Но об этом чуть позже. Андрей Гейм родился 21 октября 1958 года в городе Сочи (Краснодарский край, РСФСР, СССР), в семье инженеров немецкого происхождения (единственным известным Гейму исключением среди его немецких предков оказалась прапрабабка с материнской стороны, которая была еврейкой). Андрей Гейм считает себя европейцем и полагает, что не нуждается в более подробной «таксономии». После окончания факультета общей и прикладной физики Московского физико-технического института он защитил кандидатскую диссертацию в Институте твёрдого тела РАН. За год до распада СССР Гейм получил стипендию Английского королевского общества и уехал из страны: он начал преподавать в Ноттингемском университете и университете города Бат, стал доцентом Неймегенского университета (Нидерланды) и возглавил центр по мезонауке и нанотехнологиям в Манчестере. С самого начала своей научной карьеры физик посвящает 10% времени лабораторным исследованиям, которые сперва кажутся безумными, потому что они якобы бесполезные, а главное – нереальные. Сам Гейм называет это «Эксперименты в пятницу вечером». Он берётся проверять такие гипотезы, которые почти наверняка проверку не пройдут. Если же подобный эксперимент удаётся, он почти сразу вызывает удивлённую реакцию научного сообщества.
«Я всем советую уделять какое-то время игре даже в процессе работы, за которую ты получаешь деньги», – рекомендует Гейм. Тем не менее он не любит называть подобные исследования игрой и предпочитает говорить о них как о приключениях или исследованиях, движимых чистым любопытством.
А вы видели фотографию с «летающей лягушкой»?! Это самое необычное открытие физика Гейма стали активно обсуждать в апреле 1997 года, после того как её опубликовал журнал Physics World. Тогда многие посчитали это шуткой к 1 апреля: никто не верил, что магнитных свойств воды, которые намного слабее свойств железа, может быть достаточно, чтобы противостоять гравитации. И вот фото с лягушкой это опровергало.
Принцип левитации заключался в том, что электроны воды внутри лягушки, над которой ставили эксперимент, при воздействии биттер-магнита изменяли свойства и начинали отталкиваться, поднимая в воздух сам предмет. За это исследование Андрей Гейм вместе со своим напарником Майклом Берри в 2000 году получили Шнобелевскую премию. Эта премия – пародия на Нобелевскую – вручается за достижения, которые «заставляют сначала смеяться, а потом задуматься». Гейм так и не отказался от экспериментов «в пятницу вечером».
Уже через четыре года, в 2004-м, Андрей Гейм вместе со своим учеником Константином Новосёловым открыли графен. Это двумерный слой графита толщиной в один атом, который обладает хорошей теплопроводностью и большой механической жёсткостью. В 2010 году за открытие учёные получили Нобелевскую премию. Комитет предположил, что графен может стать подходящим материалом для создания сенсорных экранов, световых панелей и, возможно, даже солнечных батарей. Согласно официальной формулировке, учёные смогли «продемонстрировать, что монослойный углерод обладает исключительными свойствами, которые проистекают из удивительного мира квантовой физики».
Свою Нобелевскую речь Гейм назвал «Случайный путь к графену» («Random Walk to Graphene»).
Андрей Гейм считает, что в науке нельзя недооценивать пользу исследований, которые, кажется, мало где могут пригодиться: с помощью случайных открытий учёные нередко приходят к настоящим научным достижениям, даже таким, как компьютер или интернет.
«Если верить опыту, у людей без чувства юмора редко получается стать хорошими учёными. Лучше в чём-то ошибаться, чем быть скучным», – говорит Андрей Гейм.
Каждые пять лет он специально погружается в сферы физики, на которых не специализируется. Он посещает конференции, посвящённые не «его» темам, и задаёт вопросы, не боясь показаться некомпетентным. Такой метод помогает учёному быстро разбираться в незнакомых темах и в то же время даёт почву для новых идей.
После того как А.К. Гейму присудили Нобелевскую награду, его пригласили на работу в Сколково. Физик отказался, так как рабочие условия в Великобритании его устраивают больше, а к самому сколковскому инновационному центру он относится скептически.
Учёный отличается оригинальным чувством юмора. Одно из подтверждений тому – статья о диамагнитной левитации, в которой соавтором физика был указан его любимый хомяк («хамстер») Тиша. Сам Гейм по этому поводу заявил, что вклад хомяка в эксперимент с левитацией был более непосредственным. Впоследствии эта работа использовалась при получении степени доктора философии.
Среди достижений Гейма можно отметить также создание биомиметического адгезива (клея), позднее ставшего известным как gecko tape.
Своеобразен взгляд учёного на развитие фундаментальной науки. В статье «Be afraid, very afraid, of the tech crisis», опубликованной в газете Financial Times 5 февраля 2013 года, сэр Андрей Гейм высказал предположение, что мир охватывает технологический кризис, новые технологии появляются на свет гораздо реже, чем этого требует текущая экономическая ситуация. Налицо глубокий кризис производства новых знаний. Не то чтобы открытия не делались вовсе, однако число их значительно уменьшилось. Но без новых знаний возможно появление только производных технологий, а они, какими бы важными ни были, не способны поддерживать тот уровень экономического роста, к которому мир успел привыкнуть после начала промышленной революции.
По словам Гейма, именно вложения в фундаментальные исследования, которые обывателю могут показаться бесполезными, дали начало таким изобретениям, как компьютер, GPS-навигатор и интернет. Главной причиной развития фундаментальной науки во второй половине XX века Гейм называет холодную войну между СССР и США, что заставляло страны тратить огромные деньги на фундаментальные исследования, в надежде обогнать противника в возможном грядущем военном противостоянии. Текущие вызовы человечеству – глобальное потепление или истощение природных ресурсов, – по словам Гейма, не пугают широкие массы, и в результате правительства ведущих мировых держав сокращают траты на науку.
По мнению Гейма, новый бум научных открытий может быть вызван глобальной угрозой существованию человечества на Земле, например, огромным астероидом, который может столкнуться с Землёй. Чтобы предотвратить это, человечеству придётся усиленно развивать новые технологии. И, может, тогда, по выражению Гейма, «люди наконец поймут, что социальные сети могут сделать отдельных людей очень богатыми, но не могут спасти планету. Для этого нужны фундаментальные открытия».
Ещё Андрей Гейм увлекается горным туризмом. Его первым «пятитысячником» стал Эльбрус, а любимая гора – Килиманджаро.
Сэр А.К. Гейм – почётный доктор Делфтского технического университета, Швейцарской высшей технической школы Цюриха и Антверпенского университета; командор ордена Нидерландского льва, удостоен медалей Копли и Хьюза, премий Джона Карти, Кёрбера, Мотта и других международных престижных наград.
Хочу отметить, что Нобелевские лауреаты женаты на своих соотечественницах. Супруга Константина Новосёлова Ирина – микробиолог, кандидат наук (защищала диссертацию в Санкт-Петербурге), познакомились они в Нидерландах. Супруга Андрея Гейма Ирина (выпускница Московского института стали и сплавов) работала, как и Гейм, в ИФТТ АН СССР, в настоящее время трудится вместе с мужем в лаборатории Манчестерского университета.
Лев Рудский (WRN)