Первооткрыватель графена: «Чудесный материал будет у вас дома быстрее, чем кажется»

Почти десять лет назад голландско-британский физик русского происхождения Андрей Гейм наткнулся на вещество, которое должно произвести революции в нашем понимании материи. Вместе с коллегой Костей Новоселовым они получили Нобелевскую премию по физике за 2010 год. Этим веществом был графен — одноатомный слой углерода. Профессор физики в Манчестерском университете дал интересное интервью CNN и рассказал, как открыл первый в истории двумерный материал.

CNN: Графен был описан как «чудесный материал», но что это на самом деле?

Гейм: Это самый тонкий материал, который вы можете создать — его толщина всего один атом. Крошечное количество может покрыть большую площадь, поэтому один грамм может покрыть целое футбольное поле. Это самый прочный материал из всех, что мы знаем, поскольку вы не можете снимать его послойно дальше. Конечно, мы знаем, что атомы можно разделить на элементарные частицы, но вы не сможете получить материал тоньше, чем в один атом, иначе он не будет считаться материалом дальше.

Графен прочнее, чем алмаз; он показывает экстраординарную теплопроводность; он проводит электричество в тысячу раз лучше меди — и список можно продолжать. Степени превосходства, которые применяются в описании графена, достигают 20-кратного числа. Еще один сюрприз: вы можете примерно увидеть его невооруженным глазом даже несмотря на то, что его толщина — один атом.

Ваш метод обнаружения материала со скотчем вошел в историю науки. Расскажите о нем.

Мы пытались сделать графит как можно тоньше, используя лабораторное оборудование, и за много месяцев сделали его тоньше, чем 10 000 слоев. Потом у нас случилась «эврика». Мы постоянно использовали скотч в лаборатории для очистки поверхности от графита. Смотрели, что происходит с графитом, и выбрасывали скотч в мусорное ведро. Потом решили достать из корзины скотч с остатками графита и под микроскопом увидели прозрачные кусочки графита — графен.

Ваше открытие стало сюрпризом для мировой науки, было ли оно сюрпризом для вас?

Да. Мы живем в трехмерном мире. Моя интуиция физика, которая развивалась на протяжении тридцати последних лет, подсказывала мне, что такого материала существовать не должно. И если бы вы спросили физиков по всему миру, 99,9 % из них сказали бы, что двумерный материал — ерунда, и графен не существует. В большинстве случаев они были бы правы, но в случае графита или графена, или десятков материалов, похожих на них, интуиция полностью подводит нас. Предела в одноатомный слой достичь можно.

Но для чего на самом деле нужен графен?

Из-за диапазона необычных свойств графена, люди рассматривают возможность его применения в самых разных областях. Например, учитывая прочность графена, его можно использовать для усиления пластмассы и в то же время делать ее проводящей. Поскольку графен прозрачный и проводит электричество, люди хотят видеть его в экранах мобильных телефонов, сенсорных экранов, экранов телевизоров и так далее. Люди даже хотят заменить им кремний и сделать наши интегральные схемы плотнее и быстрее. И это только несколько примеров.

Какое у графена будущее?

Я не берусь предсказывать будущее, но если скорость развития событий за последние десять лет является хоть каким-нибудь указателем, вездесущий графен мы увидим очень скоро. Обычно новому материалу нужно сорок лет, чтобы выйти за пределы академических лабораторий и стать потребительским продуктом, но не прошло и десяти лет, как графен переместился из научных лабораторий в промышленные. Пилотные продукты выходят по всему миру. Правительства и крупные компании тратят миллиарды на изучение материала. Пожалуй, к свойствам графена можно добавить и то, что он самый бурно развивающийся.