L'ampoule d'Edison de 1879 aurait peut-être produit involontairement du graphène

Des recherches récentes de l'université Rice indiquent que les expériences de Thomas Edison sur l'ampoule en 1879 ont peut-être produit involontairement du graphène, un matériau officiellement identifié au début des années 2000.

Dans leur étude, l'équipe a reproduit le design original de l'ampoule à filament de carbone d'Edison, en appliquant des conditions électriques similaires à celles utilisées au XIXe siècle. Lors de l'examen, ils ont découvert que certaines parties du filament s'étaient transformées en graphène turbostratic, une forme de graphène avec des couches atomiques empilées de manière lâche.

Le graphène, une seule couche d'atomes de carbone arrangés en un réseau hexagonal bidimensionnel, est connu pour sa résistance exceptionnelle, sa conductivité et sa transparence. Bien que son existence théorique ait été proposée dans les années 1940, ce n'est qu'au début des années 2000 que les scientifiques ont réussi à l'isoler et à le caractériser, ce qui a conduit à l'attribution du prix Nobel de physique en 2010.

Les ampoules à incandescence originales d'Edison utilisaient des filaments en carbone, souvent fabriqués à partir de matériaux comme le bambou japonais, enfermés dans une ampoule en verre scellée sous vide. Lorsque l'électricité traversait ces filaments, ils chauffaient à des températures comprises entre 1 800 et 2 300 degrés Celsius, produisant de la lumière. Les chercheurs de Rice suggèrent que ces conditions étaient suffisantes pour convertir les filaments de carbone en graphène turbostratic.

Lucas Eddy, chercheur principal de l'étude, a noté que son exploration des méthodes efficaces de production de graphène l'a conduit à considérer les premières ampoules. Il a déclaré : « Je cherchais à déterminer le plus petit et le plus simple équipement que l'on puisse utiliser pour le chauffage flash par effet Joule, et je me suis souvenu que les premières ampoules utilisaient souvent des filaments à base de carbone. »

Pour tester cette hypothèse, l'équipe a utilisé des ampoules artisanales de style Edison avec des filaments en carbone et les a connectées à une alimentation en courant continu de 110 volts, reproduisant le montage original d'Edison. Après avoir appliqué la tension pendant 20 secondes, ils ont observé une transformation dans la structure du filament, confirmée par spectroscopie Raman comme la formation de graphène turbostratic.

James Tour, professeur à l'université Rice et auteur correspondant de l'étude, a déclaré : « Reproduire ce que Thomas Edison a fait, avec les outils et les connaissances dont nous disposons aujourd'hui, est très excitant. Découvrir qu'il aurait pu produire du graphène suscite la curiosité quant aux autres informations enfouies dans les expériences historiques. »

Bien qu'il soit impossible de confirmer si Edison lui-même a produit du graphène, cette recherche souligne comment revisiter des expériences historiques avec des outils analytiques modernes peut révéler de nouvelles perspectives sur des découvertes scientifiques fondamentales.