Октябрятская звездочка, зимний спидвей и кусок графена со Шри Ланки, китайская акварельная живопись и нобелевские медали. Всё это могли увидеть посетители выставки «Чудесные материалы: графен и что за ним» (Wonder Materials: Graphene and Beyond), открывшейся 23 июля 2016 года в Музее науки и промышленности Манчестера. Она рассказывает об истории графена, первом в мире двухразмерном материале, впервые стабилизированным научной группой Андрея Гейма и Константина Новоселова.
Эта выставка стала флагманом мероприятий фестиваля «Наука в городе», проходившем в течение недели как часть Европейского открытого форума науки (ESOF2016). Через год экспозиция, посвященная графену и другим 2D материалам, покинет Манчестер и переместится в другие музеи страны и мира. В 2018 году ее можно будет увидеть в Музее науки в Лондоне. Помимо выставки организаторы разработали программу популяризации чудесных свойств графена и других двухразмерных материалов, рассчитанную на целый год. В ее рамках будут проходить уроки в школах, различные события и семинары. 
Выступая на открытии выставки, Андрей Гейм отметил, что открытия новых 2D материалов и их интересных свойств 2-3 последних лет показали, что "мы имеем дело не только с графеном, но и чем-то намного-намного большим". Он напомнил, что прогресс человеческой цивилизации был всегда связан с открытием нового материла. Таким были каменный, железный и бронзовый века, через которые прошла человеческая цивилизация. "Затем наступила эпоха пластика, а за ним эпоха кремния. И сейчас началась эпоха не только графена, а всех двухразмерных материалов. Графен – это лишь некое сокращенное название для всех этих новых материалов", – подчеркнул он. – "Еще 10-15 лет назад мы не знали, что такие материалы существуют, а 5 лет назад, что у них такие необычные свойства".
Гейм рассказал, что приехал на открытие выставки со встречи с представителями Лондонской биржи, где шел разговор о создании новой компании. В Великобритании существуют уже десятки фирм, а в мире сотни компаний, занимающихся графеном и его приложениями. "Меня привлекает то, как быстро всё развивается". Если раньше новому материалу нужно было около 20-30 лет, чтобы выйти из академической лаборатории и получить рыночные приложения, то теперь время ускорилось и на весь цикл уходит уже всего лишь 5 лет.
За стеклом посетители могут увидеть дубликаты Нобелевских медалей А. Гейма и К. Новоселова, полученные в 2010 году за их прорывные исследования свойств графена. В пояснении к фотографиям отмечается. что помимо получения оригинальной золотой Нобелевской медали лауреаты могут заказать до трех ее бронзовых копий. Надпись на медали гласит "Inventas vitam juvat excoluisse per artes" ("Изобретение делает жизнь лучше, а искусство – прекраснее").
На фото мы видим, как шведский король Карл XVI Густав вручает медали Андрею и Константину. В Великобритании последнего именует проще Сэр Костя (Sir Kostya) (о Гейме – скорее как о Sir Andre Geim). "Самое большое приключение – двигаться в те области знания, в которых ты не эксперт. Я иногда шучу, что мне интересен search, а не re-search" (поиск, а не повторный поиск=исследования), – отмечается в подписи к фотографии А. Гейма. "Наука должна быть удовольствием (fun) и не обязательно проводить многомиллионные эксперименты, чтобы находиться на переднем крае исследований", – вторит ему К. Новоселов.
От октябрятской звездочки и зимней езды на мотоцикле – до крупного научного центра в Манчестере.
Отец Константина Новоселова вовлек его в спидвей и картинг в возрасте 5 лет. Костя научился многое делать своими руками, ремонтируя машины и пытаясь их модифицировать.
Константин Новоселов, Ирина Григорьева (жена А. Гейма и его коллега) и Андрей Гейм (фото с выставки)
К сожалению, Константин Алексеевич Гейм (1910–1998) не дожил до всемирного признания таланта его сына. В пояснении к этой фотографии (см. ниже) написано, что К.А. Гейм был преподавателем математики до Второй мировой войны. Когда началась война, его сослали в рабочий лагерь в Сибирь за то, что он был этническим немцем. "Настойчивость, упорство и трудолюбие – те качества, которые я, возможно, унаследовал от отца", – отметил в одном из интервью Гейм.
На одной из сессий, проходившем во время Европейского форума в Манчестере, Андрей вспомнил о тех трудностях, которые испытала его отец и вся семья только за то, что они были немцами. Его, золотого медалиста, два раза не приняли в МИФИ, специально заваливая на экзамене, в 1976 году ему удалось поступить на Физтех и за это он благодарит одного из профессоров, после беседы с Андреем тот переложил его папку из стопки "неправильных" абитуриентов в правильные.
Андрей и его отец в 1966 году
А эта карта говорит о том, как развивалась судьба графена и тех, кому он впервые дался в руки. 21 октября 1958 года в Сочи родился Андрей Гейм, 23 августа 1974 года в Нижнем Тагиле – Константин Новоселов. В 1994 году Гейм получил постоянную позицию в университете св. Радбауда в старейшем городе в Нидерландах – Неймегене.
Как раз там в 1999 году Новоселов стал аспирантом у Гейма. "Уже тогда у Андрея была репутация постоянно придумывающего что-то новое (innovative) и творческого экспериментатора, так что я дважды и не думал [ехать или нет]".
Рассказывая о годах в Нейгемена, Костя подчеркнул, что "многие эксперименты приходилось делать ночью, чтобы воспользоваться дешевой ночной электроэнергией для запуска мощных электромагнитов. Работа этими длинными ночами прерывалась технологическими паузами, во время которых аспиранты стояли на ушах (но об этом научным руководителям не рассказывали)".
С 2001 года они вместе начали работу в Манчестерском университете Великобритании, где им удалось, начав с нескольких запущенных помещений и небольшого гранта в 100 тыс. фунтов, развернуться в передовой научный центр. Недавно по их проекту в университетском кампусе был построен "Дом графена" – здание Национального института графена.
Часть экспозиции рассказывает о том, чем сэр Костя занимается на досуге. "В детстве и юности я любил читать Б. Пастернака, А. Пушкина, Дж/ Лондона, Г. Уэллса, Дж. Джерома, Л. Кэролла и М. Твена", – рассказывает физик. И это объясняет то, почему его Нобелевская автобиография начинается цитатой из Кэролла.
Также отмечается, что в свободное от физики время Костя любит заниматься китайской акварелью. "Это занятие требует дисциплины, усердия и полной концентрации", – подчеркивает он. Ему кажется, что между наукой и этой техникой акварели есть параллели. Самые главные характеристики мира вокруг нас могут быть описаны лишь несколькими штрихами.
В 1997 году Костя купил это лезвие (см. ниже), чтобы выработать навыки, необходимые для работы с крошечными образцами при экспериментах. Он вспоминает, что "поначалу это был довольно кровавый опыт", но потом всё наладилось и эти навыки очень помогли. А на фото 2009 года показано, как Новоселов радуется первым кускам графита, найденным на графитовых рудниках в Seathwaite на северо-западе Англии.
А вот скотч, с помощью которого удалось получить первые образцы графена. Подпись к образцу 2002 года гласит: "Эта клейкая лента использовалась для отслаивания верхнего слоя графита перед его исследованием методом сканирующей туннельной микроскопии (СТМ), пока она случайно не оказалась центром большого научного прорыва". До Гейма и его коллег те куски графеновых чешуек, которые прилипали к скотчу, просто выбрасывались, а им удалось сделать "из мусора" открытие.
Выставка привлекла внимание и детей, и взрослых.
Организаторы выставки попытались воссоздать некое подобие "чистой комнаты", куда заходят исследователи для работы. Тем, кому была интересна дополнительная информация, могли услышать там видеокомментарии экспертов из Национального института графена и даже увидеть личные вещи из их лабораторий.
Там же зрители могут узнать об уже реализованных приложениях графеновых технологий. Например, о заводе по опреснению воды в столице ОАЭ Абу-Даби.
На церемонии закрытия ESOF-2016 прозвучали строки Шекспира в их новом двухмерном варианте: "2D or not 2D". Конечно, 2D, скажем мы!
Андрей Гейм на одной из сессий форума в Манчестере привел длинный список удивительных свойств графена. Тот – самый тонкий, самый прочный, самый жесткий и непроницаемый из ныне известных материалов. В то же время, он – наиболее растягивающийся и гибкий кристалл. Он выдерживает высочайшую плотность тока при комнатной температуре. Он может проводить электричество с большей эффективностью, быстрее и с большей точностью, чем любой другой материал.
А затем и в шутку, и всерьез Андрей Гейм сказал, что "устал от графена. Я им занимался достаточно долго. Есть много других 2D материалов. с которыми теперь можно работать".
На открытии выставки поэт и (почетный) президент Манчестерского университета Лемн Сиссей (Lemn Sissay) замечательно прочитал свое стихотворение "Мир просыпается" (The World wakes) с отсылками к Шекспиру, написанное специально к этому событию, и, может быть, найдется поэт, который удачно переведет эти строки на русский язык:
Brilliance explodes the darkness of graphite
A beam reveals the mysteries of night
Overland underground wonderland flatland
Found the future on a sticky tricky backhand
Dawn cradles shadows with fables of sight
And bathes silhouettes in ladles of light
“And we must take the current when it serves
or lose our ventures” and all their worth
Let’s build; think the un-think-able
Take the vast sea and make it drinkable
Make cities float. Ride solo in the sky,
Click the browser from a lens in the eye
The future is as wide as dreams are high
March an elephant through a needle’s eye
Now grow: And solve the unsolvable
Link the unthinkable. Think the impossible
Overland underground wonderland flatland
Found the future on a sticky tricky backhand
Throw text on window-screens – no road signs –
Let skin tones change with each frame of mind
Wear graphene sensors upon the skin
Which pulsate when alerted there’s illness within
And at birth upload the world wide web
To encoded cells inside the head.
2d or not 2d? – is no longer the query
Speak your vision we’re done with ‘in theory’
The world wakes inside the dream:
Nothing is ever as ever it’s been.
The wonder stuff in the palm of your hand
The future – it’s you in flatland.
2D мир только открывается ученым, и не все чудесные свойства Флэтландии пока известны. Но многие ли россияне ли знают об уже известных? Надеюсь, что эту выставку смогут показать и в России.
См. также:
