Nobelpriset i fysik går till Andre Geim och Konstantin Novoselov, båda ryskfödda fysiker som nu arbetar vid University of Manchester i Storbritannien, för deras upptäckt av grafen.
Grafen är ett arkliknande ämne gjord av kolatomer bundna tillsammans i ett upprepat hexagonalt mönster. Det är det första väsentligen tvådimensionella materialet som någonsin tillverkats.
Att vara den tunnaste materiabiten i världen är bara en av många superlativ som kan tillämpas på grafen. Det är också det starkaste materialet som är känt, cirka 100 gånger starkare än stål. Eftersom ett ark grafen bara är en atom tjockt, det är också transparent, och kan därför spela en roll i utvecklingen av framtida elektroniska displayer.
Några av de mest intressanta egenskaperna hos materialet, ur synvinkel av framtida ansökningar, har att göra med dess elektriska egenskaper. Elektriciteten flyter snabbt genom grafen och utan att förlora mycket energi på vägen. Detta, tillsammans med det faktum att det är relativt lätt att tillverka, gör grafen till en kandidat för att ersätta eller förbättra de integrerade kretsarna som fyller våra datorer idag. Denna krets är ofta byggd kring små etsade bitar av kisel som innehåller miljarder transistorer, som var och en kan fungera som en strömbrytare som antingen är i ett PÅ- eller AV-läge eller, alternativt, kan sättas som 0 eller 1 i den binära logiken som används av datorer för att lagra och bearbeta information. Grafenchips kan vara billigare, snabbare, och lättare att tillverka än silikonchips.
En sak som bromsar grafenens användning inom elektronik är att det kan vara en för bra ledare av elektricitet. För att fungera som omkopplare måste en transistor stängas av och slås på snabbt. De halvledande materialen som normalt används i transistorer är, av sin natur, placerad halvvägs mellan att leda och inte leda elektricitet. Det är, genom inmatningen av en mycket liten signal kan de tillåta en elektrisk ström att passera igenom (som betecknar PÅ-läget) eller inte passera igenom (AV-läget). Ren grafen, främst vara en bra dirigent, kan inte slås på och av. Dock, Geim och många andra forskare tror att grafen kan ändras för att lösa detta problem.
En jordnära upptäckt
Geim och Novoselov och deras kollegor upptäckte grafen på ett mycket ödmjukt sätt. De tog lite tejp och körde den över en bit bulkgrafit, samma saker som används i pennor. Tejpen tog bort kolflingor som var många lager tjocka. Men genom upprepad användning av bandet, tunnare och tunnare flingor kan produceras, inklusive några som så småningom bara var ett enda lager tjocka. Mikroskopiska bilder bekräftade vad det mänskliga ögat inte kunde se.
Grafen jämförs ibland med kolnanorör, huvudsakligen bitar av grafen rullade ihop till en halmform. Båda är mycket bra ledare av värme och elektricitet. Båda är ganska starka.
"Grafen är den grundläggande basen för alla kolnanostrukturer, inklusive kolnanorör, fullerener, och mycket mer och har varit forskarsamhällets heliga gral i många år, sa Mildred Dresselhaus, en fysiker vid MIT och en expert på dessa olika former av kol. "Det är fantastiskt att Geim och Novoselov nu har uppmärksammats av detta underbara pris för att de har idén att faktiskt producera grafen på ett enkelt sätt och för att utveckla vacker fysik baserad på detta material."
Sveriges kung kommer att dela ut priset till Geim och Novoselov vid en ceremoni i Stockholm i december.
I en offbeat fotnot till dagens tillkännagivande, Andre Geim har blivit en av få vetenskapsmän som innehaft både ett Nobelpris och ett Ig-Nobelpris. Ig-Nobels är typ av anti-nobelpriset; de prisas dels som ett skämt och dels för att få folk att tänka till. Geim vann en Ig-Nobel 2000 för att ha svävat grodor med hjälp av magnetfält. Detta arbete var inte falskt, bara konstigt.
Under tiden, Geim och andra forskare förväntar sig att hitta många andra tillämpningar för grafen. Förutom användning i byggmaterial eller elektronik, grafen kan dyka upp som en grund för kemiska sensorer och för generatorer av terahertz-ljus. Denna typ av strålning, med frekvenser på cirka en biljon cykler per sekund, är något svårt att producera. Det kan vara viktigt som ett nytt bildverktyg eftersom mänskliga kroppar är transparenta vid denna frekvens, vilket gör den här typen av ljusvåg användbar för säkerhets- eller medicinska skanningsmaskiner.
