Thomas Edison mint nanotechnológiai úttörő: A feltaláló valószínűleg már 1879-ben előállította a grafént

Thomas Edison a villanykörte feltalálásáról ismert. Bár már Edison előtt is létezett, a feltaláló a pamut- vagy bambuszszálakból készült izzószállal tette valóban tömeggyártásra alkalmassá a fényforrást. Egy új vizsgálat azonban arra utal, hogy tudtán kívül olyan anyagot hozott létre, amely több mint egy évszázaddal később szenzációt fog okozni. A Rice Egyetem kutatói Lucas Eddy és James Tour vezetésével kísérleteket végeztek, amelyek kimutatták, hogy Edison 1879-es villanykörtéiben ideálisak voltak a körülmények a grafén kialakulásához. Bár a csapat nem tudta roncsolásmentesen elemezni a korszakból származó eredeti izzókat, az azonos másolatokkal végzett kísérletek egyértelmű eredményeket hoztak: az izzók grafént termelnek.

A grafén egyetlen réteg szénatomból áll, amely hatszögletű rácsba rendeződik. A világ egyik legerősebb és legvezetőbb anyagának tartják. A modern kutatásban gyakran olyan bonyolult eljárásokkal állítják elő, mint a kémiai gőzfázisú leválasztás vagy az úgynevezett "flash Joule-fűtés" Ez utóbbi módszer, amelynek során a széntartalmú anyagot erős áramlökés hatására gyorsan felmelegítik, feltűnő hasonlóságot mutat az Edison-izzó működési elvével.

Edison lámpái szénezett bambuszból vagy pamutból készült izzószálat használtak. Amikor áram folyik át ezen az ellenálláson, az izzóvá melegszik. A mostani tanulmány azt mutatja, hogy ez a folyamat, ha megfelelő körülmények között zajlik, az izzószál amorf szénjét turbosztratikus grafénné alakíthatja át. Ebben a formában a grafénrétegek egymáshoz csavarodnak, ami akár az anyag elektronikus tulajdonságainak is kedvezhet, mivel a rétegek kevésbé erősen kölcsönhatásba lépnek egymással, mint a rendezett grafitban.

A kutatók a replikákon modern spektroszkópiai módszereket, például Raman-spektroszkópiát és transzmissziós elektronmikroszkópiát alkalmaztak az elemzéshez. A mért minták szignatúrája megegyezett a grafénéval, és jelentősen különbözött a tiszta grafittól. Maga Edison akkoriban a technikai lehetőségek hiányában nem tudta azonosítani és izolálni ezt az anyagot, bár zavaró mellékhatásként észrevette az üveghagyma megfeketedését.

Ez a felfedezés rávilágít a természettudományok történeti kutatásának értékére. A régi kísérletek és feljegyzések az újabb eredmények fényében és modern mérési módszerekkel teljesen új felismeréseket nyújthatnak. Edison munkája elsősorban a fény előállítására irányult, de a lámpáiban lejátszódó fizikai folyamatok előrevetítették a modern nanotechnológiát anélkül, hogy a 19. század tudományos világa ezt sejthette volna.