Էդիսոնի 1879 թվականի լույսի բուլբը հնարավոր է անզգուշաբար արտադրել է գրաֆեն

Ռայսի համալսարանի վերջին հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ Թոմաս Էդիսոնի 1879 թվականի լույսի բուլբի փորձարկումները հնարավոր է անզգուշաբար արտադրել են գրաֆեն, նյութ, որը պաշտոնապես ճանաչվել է 2000-ականների սկզբին։

Իրենց ուսումնասիրության ընթացքում թիմը կրկնօրինակել է Էդիսոնի սկզբնական ածխածնային ֆիլամենտով լույսի բուլբի դիզայնը՝ կիրառելով 19-րդ դարի նման էլեկտրական պայմաններ։ Հետազոտության ընթացքում նրանք հայտնաբերել են, որ ֆիլամենտի որոշ մասեր վերածվել են տուրբոստրատիկ գրաֆենի, որը գրաֆենի մի տեսակ է՝ թեթևակի շարված ատոմային շերտերով։

Գրաֆենը ածխածնի ատոմների մեկ շերտ է, դասավորված երկչափ մեղրակաղապարի ցանցով, հայտնի է իր բացառիկ ամրությամբ, հաղորդունակությամբ և թափանցիկությամբ։ Թեորետիկորեն այն առաջարկվել է 1940-ականներին, սակայն միայն 2000-ականների սկզբին գիտնականները հաջողությամբ առանձնացրել և բնութագրել են այն, ինչը հանգեցրել է 2010 թվականին ֆիզիկայի Նոբելյան մրցանակի շնորհմանը։

Էդիսոնի սկզբնական ջերմային լուսատուները օգտագործում էին ածխածնային ֆիլամենտներ, որոնք հաճախ պատրաստվում էին, օրինակ, ճապոնական բամբուկից, և տեղադրված էին վակուումային ապակե բուլբի մեջ։ Էլեկտրական հոսանք անցնելիս ֆիլամենտները տաքանում էին 1800-ից մինչև 2300 աստիճան ցելսիուսի միջակայքում՝ արտադրելով լույս։ Ռայսի հետազոտողները ենթադրում են, որ այս պայմանները բավական էին ածխածնային ֆիլամենտները տուրբոստրատիկ գրաֆենի վերածելու համար։

Ուսումնասիրության գլխավոր հետազոտող Լուկաս Էդդին նշել է, որ գրաֆենի արդյունավետ արտադրության մեթոդների որոնման ընթացքում մտածել է վաղեմի լույսի բուլբերի մասին։ Նա ասել է. «Ես փորձում էի հասկանալ, թե flash Joule տաքացման համար ամենափոքր և ամենահեշտ սարքը որն է, և հիշեցի, որ վաղ լույսի բուլբերը հաճախ օգտագործում էին ածխածնային ֆիլամենտներ»։

Այս հիպոթեզը փորձարկելու համար թիմը ձեռք է բերել արհեստագործական եղանակով պատրաստված Էդիսոնի ոճի բուլբեր՝ ածխածնային ֆիլամենտներով, և միացրել է դրանք 110 վոլտ հոսանքի աղբյուրին՝ կրկնելով Էդիսոնի սկզբնական կարգավորումը։ 20 վայրկյան լարման կիրառմանց հետո նրանք նկատել են ֆիլամենտի կառուցվածքի փոփոխություն, որը Ռաման սպեկտրոսկոպի միջոցով հաստատվել է որպես տուրբոստրատիկ գրաֆենի ձևավորում։

Ռայսի համալսարանի պրոֆեսոր և ուսումնասիրության պատասխանատու հեղինակ Ջեյմս Թուրը նշել է. «Թոմաս Էդիսոնի կատարածը կրկնելը՝ մեր ժամանակի գործիքներով և գիտելիքներով, շատ հուզիչ է։ Գտնելը, որ նա կարող էր արտադրել գրաֆեն, հետաքրքրություն է առաջացնում՝ ինչ այլ տեղեկություններ կարող են թաքնված լինել պատմական փորձարկումների մեջ»։

Չնայած անհնար է հաստատել, թե արդյոք հենց Էդիսոնը արտադրել է գրաֆեն, այս հետազոտությունը ընդգծում է, թե ինչպես ժամանակակից վերլուծական գործիքներով պատմական փորձարկումների վերանայումը կարող է բացահայտել նոր պատկերացումներ գիտության հիմնարար հայտնագործությունների մասին։