Lucas Eddy je reprodukovao Edisonov eksperimentalni pristup koristeći originalni bambusni filament iz stare sijalice i kratkim grejanjem na 110 V DC potvrdio prisustvo grafena. Grafen je izuzetno tanak i provodljiv materijal sa velikim tehnološkim potencijalom, ali nije tipični nadprovodnik. Otkriće naglašava kako stari eksperimenti mogu skrivati moderne naučne vrednosti i zašto vredi ponovo proučavati istorijske uzorke.
Da li je Edison slučajno proizveo grafen? Stari filament koji je mogao da sakrije materijal budućnosti
Lead image: Wondermilkycolor / Shutterstock(Nautilus)
Dok je Thomas Edison radio na razvoju prve praktične sijalice, možda je nenamerno proizveo materijal koji danas fascinira naučnike: grafen. Novi uvidi i reprodukcije njegovih filamenata otvorili su pitanje šta su istorijski eksperimenti mogli da stvore pre nego što su moderni instrumenti postojali.
Kratak podsetnik: 1879. Edison je predstavio praktičnu električnu inkandescentnu lampu u kojoj struja prolazi kroz tanak filament zatvoren u staklenom balonu iz kojeg je izvučen vazduh. Iako je želeo filament od volframa, tadašnja tehnologija nije dopuštala pouzdanu proizvodnju takvih žica, pa je testirao karbonizovane biljne materijale.
Edison je isprobao više izvora ugljenika — navodno više od 6.000 biljnih vrsta — i konačno je odabrao japanski bambus. Taj bambusni filament je svetleo i do 1.200 sati pre nego što je pregoreo.
"Pre nego što sam završio, testirao sam ne manje od 6.000 biljnih vrsta i pretražio svet u potrazi za najpogodnijim materijalom za filament,"
Zašto je to relevantno danas? Grafen je jednoslojna rešetka atoma ugljenika debljine jednog atoma, izuzetno čvrsta, lagana i provodljiva. Može imati ključnu primenu u elektronici, medicini, skladištenju energije i brzim gorivnim ćelijama. Njegova proizvodnja ostaje tehnički izazov.
Kada je Lucas Eddy, doktorand na Rice University, razmatrao jeftine načine proizvodnje grafena, setio se istorijskih ugljeničnih filamenata iz sijalica. Jedna od poznatih metoda dobijanja grafena uključuje brzo zagrevanje ugljeničnih materijala na veoma visoke temperature — tehnika poznata kao flash Joule heating. Grafen se može formirati pri temperaturama reda veličine oko 3.600 °F (≈1.982 °C) ako su uslovi ispravni.
Eddy je pronašao autentične sijalice sa bambusnim filamentom u maloj prodavnici u Njujorku. Priključio je jedan takav filament na izvor jednosmerne struje od 110 V i pustio da struja teče oko 20 sekundi — kraći intervali pomažu da se izbegne nastanak grafita (deblji oblik ugljenika).
Laserska i druge spektroskopske analize koje su sproveli Eddy i saradnici potvrdile su prisustvo struktura kompatibilnih sa grafenom; nalaz je objavljen u časopisu ACS Nano. Međutim, važno je napomenuti da je za Edisonovu demonstraciju iz 1879. njegova sijalica gorela više od 13 sati — dovoljno dugo da se eventualni grafen konvertuje u grafit.
Preciznost i kontekst: naslov originalnog teksta sugerisao je „nadprovodnik“, što je netačno ako se misli na uobičajenu definiciju nadprovodnosti. Grafen sam po sebi nije univerzalni nadprovodnik, mada su u specifičnim konfiguracijama i kod tretiranih uzoraka zabeleženi supraprovodnički fenomeni. Grafen je prvenstveno izuzetno dobar vodič i materijal sa izuzetnim elektronskim svojstvima.
"Ponoviti ono što je Thomas Edison uradio, sa alatima i znanjem koje danas imamo, veoma je uzbudljivo," rekao je koautor rada James Tour. "Koja bi pitanja naši naučni prethodnici postavili da su mogli da nam se pridruže u laboratoriji danas?"
Istorijski kontekst: ideja grafena pojavila se tek 1947. godine u teorijskim radovima, dok su prvi izolovani slojevi grafena izdvojeni 2004. metodom sa lepljivom trakom — eksperiment koji je 2010. godine doneo Nobelovu nagradu Andreju Geimu i Konstantinu Novoselovu.
Zaključak: Reprodukcija Edisonovog pristupa i detekcija grafena u karbonizovanom bambusnom filamentu zanimljiva je sprega istorije i moderne nauke. Ne dokazuje da je Edison bio svestan nastanka grafena, ali otvara perspektivu da su stari eksperimenti mogli nenamerno da proizvedu savremene materijale — i da ponovna analiza istorijskih uzoraka može otkriti neočekivane nalaze.
Pomozite nam da budemo bolji.
