Konstantin Novoselov: Der Nobelpreis im Papierkorb

Ein Kollege im Labor in Manchester reinigte Graphitproben, indem er sie mit Klebeband spaltete, und warf das gebrauchte Band weg. Novoselov nahm das weggeworfene Band, fand darauf haftende Flocken und hatte innerhalb einer Stunde ein funktionierendes Gerät. „Wie klein der Effekt auch sein mochte“, schrieb er später, „es war klar, dass wir auf etwas sehr Großes gestoßen waren.“ Sechs Jahre später, mit fünfunddreißig, war er der jüngste Physik-Preisträger seit 1973.

Nischni Tagil

Konstantin Sergejewitsch Nowosselow — Kostja — wurde am 23. August 1974 in Nischni Tagil geboren, einer Stadt der Schwerindustrie im Ural, deren Werke Eisenbahnwaggons und Panzer produzierten. Sein Vater war Ingenieur in einem dieser Werke; seine Mutter unterrichtete Englisch. Er wuchs damit auf, Elektrolyseexperimente und Metallarbeiten durchzuführen und an Physikolympiaden teilzunehmen.

Phystech und Tschernogolowka

1991 kam er an das Moskauer Institut für Physik und Technologie — Phystech —, wählte die Fakultät für Physikalische und Quantenelektronik und machte 1997 seinen Master. Seine praktische Ausbildung fand anderswo statt: am Institut für Mikroelektronik-Technologie in Tschernogolowka, wo er bei Experimentalphysikern wie Juri Dubrowski die Tunnel-Spektroskopie lernte. Das ist wichtiger, als es klingt. Was Nowosselow in diesen Jahren erwarb, war keine Theorie, sondern praktisches Geschick – die Fähigkeit, ein Gerät schnell zu entwerfen, herzustellen und zu messen; das ist die Fähigkeit, auf die es in der ganzen Geschichte später ankommt.

Von Nimwegen nach Manchester

1999 wechselte er an das Labor für hohe Magnetfelder von Andre Geim in Nimwegen. Seine Doktorarbeit, die 2004 von der Radboud-Universität verliehen wurde, befasste sich mit der Entwicklung und den Anwendungen mesoskopischer Hall-Mikrosonden, betreut von Jan Kees Maan und Geim. Als Geim 2001 an die University of Manchester wechselte, folgte Nowosselow ohne Zögern in ein Labor, das im Wesentlichen leer war und von Grund auf neu aufgebaut werden musste. Das Paar produzierte auf dem Weg dorthin auch einen biomimetischen Klebstoff, der dem Fuß eines Geckos nachempfunden war – eine Erinnerung daran, dass die Graphen-Arbeit aus einer Gruppe stammte, die scheinbar frivole Probleme ernst nahm.

Das Klebeband

Das Graphen-Ergebnis war, laut Nowosselows eigener Darstellung, fast ein Zufall. Das Team verfolgte einen metallischen Feldeffekttransistor aus Graphit. Oleg Schkliarewskis Angewohnheit, Graphit durch Spalten mit Klebeband zu reinigen, produzierte Abfall, der sich als das Experiment herausstellte. Innerhalb weniger Monate gab es ein erstes Graphen-Gerät, katalogisiert als Probe ZYH-K51, und 2004 erschien der Artikel in Science — „Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films“ —, der ein ganzes Feld begründete. Was sie isoliert hatten, war Graphen: eine einzelne, freistehende atomare Schicht aus Kohlenstoff, in der sich die Elektronen wie masselose Dirac-Fermionen verhalten und sich bewegen, als hätten sie überhaupt keine Masse. Nowosselow schreibt dem Theoretiker Dima Chmelnizki das Verdienst zu, ihnen erklärt zu haben, was das lineare Spektrum tatsächlich bedeutete.

Der Preis und danach

Der Nobelpreis für Physik 2010 ging an Geim und Nowosselow „für bahnbrechende Experimente mit dem Material Graphen“. Mit fünfunddreißig Jahren war er der jüngste Physik-Preisträger seit Brian Josephson im Jahr 1973. Die Ehrungen folgten nacheinander: Knight Commander des Ordens vom Niederländischen Löwen 2010, Fellowship der Royal Society 2011, Ritterschlag bei den New Year Honours 2012, Leverhulme-Medaille und Ehrenbürgerschaft der Stadt Manchester 2013, Onsager-Medaille 2014, Wahl zum ausländischen Mitglied der U.S. National Academy of Sciences 2019 und ausländisches Mitglied der Chinesischen Akademie der Wissenschaften 2023. Er wurde 2013 Langworthy-Professor in Manchester und der erste Direktor des National Graphene Institute und half, das mit einer Milliarde Euro dotierte Graphene Flagship der Europäischen Kommission voranzutreiben. Seine wissenschaftliche Produktion ist industriell: 475 begutachtete Fachartikel bis Januar 2024 und ein fester Platz unter den meistzitierten Forschern der Welt. Seine Forschung hat sich seitdem über die einzelne Schicht hinaus zu van-der-Waals-Heterostrukturen entwickelt: Stapel verschiedener zweidimensionaler Materialien, die Schicht für Schicht zusammengefügt werden – im Grunde eine Art, Festkörper nach Bedarf zu entwerfen. 2019 wechselte er an die National University of Singapore, als erster Nobelpreisträger überhaupt, und gründete 2021 dort zusammen mit Antonio Castro Neto das Institute for Functional Intelligent Materials mit einer Finanzierung von 200 Millionen Dollar über zehn Jahre. 2026 wurde er Präsident der Constructor University in Bremen. 2022 unterzeichnete er den offenen Brief russischer Wissenschaftler, in dem sie den Einmarsch in die Ukraine verurteilten.

Tinte und Graphen

Er ist auch ein ernsthafter Praktiker der traditionellen chinesischen Tuschemalerei und Kalligrafie, ausgebildet von dem Künstler Zheng Shenglong, und stellt international aus; eines seiner Bilder befindet sich in der Sammlung von Xi Jinping. 2015, bei der Wiedereröffnung der Whitworth Art Gallery, arbeitete er mit der Künstlerin Cornelia Parker zusammen: Nowosselow atmete auf einen Graphen-Gassensor, was ein Feuerwerk auslöste, das mit Meteoritenfragmenten beladen war. Das Graphen im Sensor stammte von Originalzeichnungen von Blake, Constable, Picasso, Turner und Girtin – Flocken von weniger als hundert Mikrometern, sodass die Werke selbst unversehrt blieben. Er zeigte mit Graphen versetzte Tuschemalereien auf der Viennacontemporary 2017 und kuratierte eine Ausstellung auf der Biennale von Venedig 2025. Seine Erklärung für das Warum ist ungewöhnlich klar: „Künstler und Wissenschaftler denken beide über den Tellerrand hinaus... Wissenschaftler identifizieren dann gemeinsame Elemente über Phänomene hinweg, um allgemeine Gesetze zu beschreiben, während Künstler typischerweise Individuen und nicht Massen studieren. Wir sind nur zwei Seiten derselben Medaille.“

Warum Konstantin als Genie bezeichnet wird

Die kognitive Qualität, die hier zum Ausdruck kommt, ist nicht mathematische Kraft, sondern Anomalieerkennung, gepaart mit außergewöhnlicher experimenteller Geschwindigkeit. Jeder in diesem Gebäude hätte das gebrauchte Klebeband aufheben können. Was Nowosselow auszeichnet, ist, dass er ein weggeworfenes Objekt als Experiment sah und seine Ausbildung in Tschernogolowka und Nimwegen es ihm ermöglichte, die Ahnung innerhalb einer Stunde in ein funktionierendes Gerät umzuwandeln. Sein eigener Satz ist das ganze Argument: „Wie klein der Effekt auch sein mochte – es war klar, dass wir auf etwas sehr Großes gestoßen waren.“ Zu erkennen, dass ein winziges Signal eine große Tatsache und kein Rauschen ist, ist das Seltenste in der experimentellen Physik, und das darauf folgende Feld ist das Maß dafür, wie recht er hatte.

Der Gegenfall verdient es, angehört zu werden. Der Preis wird geteilt, und Geim war die ältere Persönlichkeit und sein Doktorvater gewesen; von außen lässt sich der Verdienst nicht sauber zwischen Professor und Postdoc aufteilen. Nowosselow selbst schreibt einen Großteil des intellektuellen Inhalts anderen zu – an Geim, von dem er sagt, er habe den „Geist der Wissenschaft“ und eine „manische Aufmerksamkeit für Details“ gelernt, und an Chmelnizki dafür, dass er erklärte, was die Daten bedeuteten. Und ein einziges überwältigendes Ergebnis ist ein schmaleres Fundament für das Wort als das theoretische Lebenswerk. Bemerkenswerterweise verwendet Nowosselow „Genie“ nur für Experimente und Ideen, niemals für Menschen. Nach seinem eigenen Sprachgebrauch war das Experiment das Genie.

Vermächtnis

Er besitzt die russische und britische Staatsbürgerschaft, ist mit Irina Barbolina verheiratet und hat zwei Töchter. Das Material, das er von einem Stück Müll abzog, ist heute eine globale Forschungsindustrie, und die Methode — mechanische Exfoliation mit Klebeband — ist einfach genug, um sie auf fast jedem Arbeitstisch zu wiederholen. Das ist der seltsamste Teil der Geschichte: Eines der folgenreichsten physikalischen Experimente des Jahrhunderts kann für den Preis einer Rolle Klebeband durchgeführt werden. Nur eine Person dachte daran, hinzusehen.