Konstantin Novoselov: Il Premio Nobel nel cestino

Un collega nel laboratorio di Manchester puliva i campioni di grafite separandoli con del nastro adesivo e gettava via il nastro usato. Novoselov prese il nastro scartato, trovò dei fiocchi ancora attaccati ad esso e ottenne un dispositivo funzionante in meno di un'ora. «Per quanto piccolo fosse l'effetto», scrisse più tardi, «era chiaro che ci eravamo imbattuti in qualcosa di molto grande». Sei anni dopo, a trentacinque anni, era il più giovane premio Nobel per la fisica dal 1973.

Nižnij Tagil

Konstantin Sergeevič Novoselov — Kostja — è nato il 23 agosto 1974 a Nižnij Tagil, una città industriale pesante negli Urali i cui stabilimenti producevano vagoni ferroviari e carri armati. Suo padre era ingegnere in uno di essi; sua madre insegnava inglese. È cresciuto facendo esperimenti di elettrolisi e lavorazione dei metalli, e ha partecipato alle olimpiadi di fisica.

Phystech e Černogolovka

Nel 1991 è entrato all'Istituto di fisica e tecnologia di Mosca — Phystech —, scegliendo la Facoltà di elettronica fisica e quantistica, e ha conseguito il master nel 1997. La sua formazione pratica è avvenuta altrove: all'Istituto di tecnologia microelettronica di Černogolovka, dove ha imparato la spettroscopia a tunnel sotto la guida di sperimentatori tra cui Yura Dubrovskii. Questo conta più di quanto sembri. Ciò che Novoselov ha acquisito in quegli anni non è stata una teoria ma una manualità: la capacità di progettare, fabbricare e misurare rapidamente un dispositivo, che è l'abilità su cui ruota tutta la storia successiva.

Da Nimega a Manchester

Nel 1999 è entrato nel laboratorio di alti campi magnetici di Andre Geim a Nimega. Il suo dottorato, conferito dall'Università Radboud nel 2004, riguardava lo sviluppo e le applicazioni di microsonde Hall mesoscopiche, sotto la supervisione di Jan Kees Maan e Geim. Quando Geim si è trasferito all'Università di Manchester nel 2001, Novoselov lo ha seguito senza esitazione, in un laboratorio che era essenzialmente vuoto e che doveva essere allestito da zero. La coppia ha anche prodotto, lungo il percorso, un adesivo biomimetico modellato sul piede del geco: un promemoria del fatto che il lavoro sul grafene è nato in un gruppo che trattava seriamente problemi apparentemente frivoli.

Il nastro

Il risultato sul grafene è stato, secondo il racconto di Novoselov, quasi accidentale. Il team stava cercando un transistore a effetto di campo metallico costruito con la grafite. L'abitudine di Oleg Shkliarevskii di pulire la grafite separandola con del nastro adesivo ha prodotto uno scarto che si è rivelato essere l'esperimento. Nel giro di pochi mesi c'è stato un primo dispositivo al grafene, catalogato come campione ZYH-K51, e nel 2004 è arrivato l'articolo su Science — «Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films» — che ha fondato un campo di ricerca. Ciò che avevano isolato era il grafene: un unico strato atomico di carbonio, libero, in cui gli elettroni si comportano come fermioni di Dirac senza massa, muovendosi come se non avessero affatto massa. Novoselov attribuisce al teorico Dima Khmelnitsky il merito di aver spiegato loro cosa significasse realmente lo spettro lineare.

Il premio e il dopo

Il Premio Nobel per la fisica 2010 è andato a Geim e Novoselov «per esperimenti innovativi riguardanti il materiale grafene». A trentacinque anni era il più giovane premio Nobel per la fisica dal 1973. Gli onori sono arrivati in sequenza: Cavaliere commendatore dell'Ordine del Leone dei Paesi Bassi nel 2010, membro della Royal Society nel 2011, cavaliere nelle onorificenze di Capodanno del 2012, la Medaglia Leverhulme e la cittadinanza onoraria di Manchester nel 2013, la Medaglia Onsager nel 2014, eletto associato straniero della U.S. National Academy of Sciences nel 2019 e membro straniero dell'Accademia cinese delle scienze nel 2023. È diventato Langworthy Professor a Manchester nel 2013 e primo direttore del National Graphene Institute, e ha contribuito a guidare la Graphene Flagship della Commissione europea da un miliardo di euro. La sua produzione è su scala industriale: 475 articoli sottoposti a revisione paritaria al gennaio 2024 e un posto stabile tra i ricercatori più citati al mondo. La sua ricerca da allora si è spinta oltre il singolo foglio verso le eterostrutture di van der Waals: pile di diversi materiali bidimensionali assemblate strato dopo strato, in effetti un modo di progettare solidi su ordinazione. Nel 2019 è entrato alla National University of Singapore, il primo premio Nobel a farlo, e nel 2021 ha co-fondato lì l'Institute for Functional Intelligent Materials con Antonio Castro Neto, con 200 milioni di dollari di finanziamenti decennali. Nel 2026 è diventato presidente della Constructor University a Brema. Nel 2022 ha firmato la lettera aperta degli scienziati russi che condannava l'invasione dell'Ucraina.

Inchiostro e grafene

È anche un serio praticante della pittura e della calligrafia tradizionale cinese a inchiostro, formato dall'artista Zheng Shenglong, esposto a livello internazionale; uno dei suoi dipinti è nella collezione di Xi Jinping. Nel 2015, alla riapertura della Whitworth Art Gallery, ha collaborato con l'artista Cornelia Parker: Novoselov ha soffiato su un sensore di gas al grafene, scatenando uno spettacolo pirotecnico carico di frammenti di meteorite. Il grafene nel sensore era stato prelevato da disegni originali di Blake, Constable, Picasso, Turner e Girtin — fiocchi inferiori a cento micrometri, in modo che le opere stesse fossero illese. Ha mostrato dipinti a inchiostro infuso di grafene a Viennacontemporary nel 2017 ed è stato curatore di una mostra alla Biennale di Venezia del 2025. La sua spiegazione del perché è insolitamente lucida: «Artisti e scienziati pensano entrambi fuori dagli schemi... Gli scienziati identificano quindi elementi comuni tra i fenomeni per descrivere leggi generali, mentre gli artisti studiano tipicamente gli individui piuttosto che le folle. Siamo solo due facce della stessa medaglia».

Perché Konstantin viene chiamato genio

La qualità cognitiva in mostra non è la potenza matematica, ma il riconoscimento delle anomalie, accoppiato a un'eccezionale velocità sperimentale. Chiunque in quell'edificio avrebbe potuto raccogliere il nastro usato. Ciò che distingue Novoselov è che ha visto un oggetto scartato come un esperimento, e che la sua formazione a Černogolovka e Nimega gli ha permesso di convertire l'intuizione in un dispositivo funzionante in un'ora. La sua stessa frase è l'intero argomento: «per quanto piccolo fosse l'effetto, era chiaro che ci eravamo imbattuti in qualcosa di molto grande». Riconoscere che un segnale minuscolo è un fatto grande piuttosto che rumore è la cosa più rara nella fisica sperimentale, e il campo che ne è seguito è la misura di quanto avesse ragione.

Il controargomento merita di essere esposto. Il premio è condiviso e Geim era la figura senior ed era stato il suo supervisore di dottorato; dall'esterno, il credito non può essere ripartito nettamente tra professore e post-dottorando. Novoselov stesso attribuisce gran parte del contenuto intellettuale altrove — a Geim, da cui dice di aver imparato lo «spirito della scienza» e una «attenzione maniacale ai dettagli», e a Khmelnitsky per aver spiegato cosa significassero i dati. E un singolo risultato schiacciante è una base più ristretta per la parola di quanto lo sia il corpo teorico di una vita. In particolare, Novoselov usa «genio» solo per esperimenti e idee, mai per le persone. Secondo il suo uso, il genio era l'esperimento.

Eredità

Possiede la cittadinanza russa e britannica, è sposato con Irina Barbolina e ha due figlie. Il materiale che ha strappato da un rifiuto è ora un'industria di ricerca globale, e il metodo — esfoliazione meccanica con nastro adesivo — è abbastanza semplice da essere ripetuto su quasi ogni banco di lavoro. Questa è la parte più strana della storia: uno degli esperimenti fisici più consequenziali del secolo può essere fatto al prezzo di un rotolo di nastro adesivo. Solo una persona ha pensato di guardare.