Изследователи в САЩ са открили доказателства, които сочат, че Томас Едисън може би случайно е произвел графен повече от век преди той да бъде официално идентифициран, докато разработвал първата си електрическа крушка през 1879 г.

Ръководено от д-р Джеймс Тур, преподавател по химия, материалознание и наноинженерство в Райс университет, проучването имаше за цел да възстанови оригиналните експерименти на Едисън с електрически крушки, използвайки съвременни аналитични инструменти.

Екипът на Тур възпроизведе дизайна на лампата с въглероден нажежаем проводник на американския изобретател и приложи електрически условия, подобни на тези, използвани през XIX век. Тогава те осъзнаха, че части от нажежаемия проводник се превръщат в турбостратичен графен. Турбостратичният графен е форма на многослоен графен, известен с произволно завъртане и несъвместимо подреждане между слоевете. Той е високо ценен за мащабируемо производство на големи обеми, особено в областта на съхранението на енергия и укрепването на композитни материали.

„Да възпроизведем това, което е направил Томас Едисън, с инструментите и знанията, с които разполагаме днес, е много вълнуващо“, отбелязва Тур.

Графенът е двуизмерен лист от въглеродни атоми с дебелина един атом, подредени в шестоъгълна пчелна пита. Считан за най-тънкия и най-здравия материал в света (около 200 пъти по-здрав от стоманата), той се нарежда и сред най-електропроводимите вещества.

Освен това е изключително гъвкав, прозрачен и действа като ефективна бариера срещу газове и течности. Наричан „чудодеен материал“, той е изолиран за първи път през 2004 г. от Андре Гейм и Константин Новоселов в Университета на Манчестър, Великобритания. От откриването си насам графенът се превърна в ключов материал в електрониката и съхранението на енергия. Един от методите за производство на турбостратичен графен днес е известен като „флаш джаулово нагряване“.

По време на този процес електрически ток бързо нагрява въглеродните материали до температури от приблизително 3600 до 5400 градуса Фаренхайт (2000 до 3000 градуса Целзий). В края на XIX век обаче Едисън разчита на въглеродни нишки, които често са изработвани от естествени материали като японски бамбук, а не от волфрам, използван в съвременните лампи с нажежаема жичка. Когато електричеството преминава през тези нишки, електрическото съпротивление предизвиква бързо нагряване, което произвежда светлина. Екипът счита, че тези условия отразяват точно съвременното флаш джаулово нагряване и може би са били достатъчни за генериране на графен.

За да тестват хипотезата, изследователите закупиха ръчно изработени крушки в стил Едисън от малък магазин в Ню Йорк, които отговаряха на спецификациите от оригиналния патент от 1879 г. След това свързаха лампите към 110-волтово захранване с постоянен ток въз основа на оригиналната настройка и ги захраниха с ток за около 20 секунди. Те отбелязаха, че по-дългите времена на експозиция могат да доведат до образуване на графит. След тестовете учените използваха оптична микроскопия и установиха, че повърхността на нажежаемата жичка се е променила от тъмносива на сребриста, металична. След това са използвали Раманова спектроскопия, лазерна аналитична техника, която идентифицира материалите чрез анализ на техните атомни характеристики.

Резултатите потвърдиха наличието на турбостратичен графен в части от нажежаемата жичка. Въпреки че няма начин да се определи дали графенът е присъствал в оригиналните експерименти на Едисън, резултатите от изследването сочат, че той може да се е образувал за кратко време много преди откриването му.

Снимка: Pexels/Rice University

Виж още: Докато ние чакаме в задръствания, японци превърнаха трафика в зарядно за ИИ изчисления