Ученые утверждают, что лампочка Эдисона 1879 года, возможно, случайно произвела графен
Исследователи из США обнаружили свидетельства того, что Томас Эдисон мог случайно создать графен более чем за век до его официального открытия, в ходе разработки своей первой лампы накаливания в 1879 году. Исследование, опубликованное в журнале ACS Nano, возглавил профессор химии и наноинженерии Университета Райса Джеймс Тур. Целью работы была реконструкция оригинальных экспериментов Эдисона с использованием современных аналитических инструментов.
Команда Тура воссоздала конструкцию лампы Эдисона с угольной нитью накаливания и применила электрические условия, аналогичные использовавшимся в XIX веке. В результате ученые обнаружили, что части нити накаливания превратились в турбостратный графен. Эта форма многослойного графена характеризуется случайно повернутыми и смещенными друг относительно друга слоями. Она высоко ценится за возможность масштабируемого массового производства, особенно для хранения энергии и упрочнения композитных материалов.
Графен, представляющий собой одноатомный слой углерода в виде гексагональной решетки, впервые был выделен только в 2004 году. Сегодня один из методов его получения, известный как «мгновенный джоулев нагрев», предполагает быстрый разогрев углеродных материалов до экстремальных температур мощным электрическим током. Ученые предположили, что условия в ранних лампах Эдисона, где электричество проходило через угольные нити из таких материалов, как японский бамбук, могли быть очень похожи на этот современный процесс.
Бывший аспирант Университета Райса и первый автор статьи Лукас Эдди, занимавшийся поиском простых способов массового производства графена, вспомнил об угольных нитях в первых лампочках. Для проверки гипотезы исследователи приобрели лампы, сделанные в стиле Эдисона, которые максимально соответствовали оригинальному патенту 1879 года. Подключив их к источнику постоянного тока в 110 вольт и подав питание примерно на 20 секунд, они обнаружили, что поверхность нити изменила цвет с темно-серого на серебристо-металлический. Последующий анализ с помощью рамановской спектроскопии подтвердил наличие турбостратного графена на участках нити.
Хотя невозможно установить, образовался ли графен в оригинальных экспериментах Эдисона и сохранился ли он, полученные данные указывают на то, что этот материал мог кратковременно формироваться задолго до своего официального открытия. Как отметил профессор Тур, это открытие вдохновляет на любопытство относительно того, какая еще информация может быть скрыта в исторических экспериментах.