Bir nanoteknoloji öncüsü olarak Thomas Edison: Mucit muhtemelen 1879 gibi erken bir tarihte grafen üretti

Thomas Edison ampulü icat etmesiyle tanınır. Edison'dan önce de var olmasına rağmen mucit, pamuk ya da bambu liflerinden yapılmış bir filament ile ışık kaynağını seri üretime uygun hale getirmiştir. Ancak yeni bir araştırma, Edison'un bilmeden bir asır sonra sansasyon yaratacak bir malzeme yarattığını öne sürüyor. Rice Üniversitesi'nde Lucas Eddy ve James Tour liderliğindeki araştırmacılar, Edison'un 1879 ampullerindeki koşulların grafen oluşumu için ideal olduğunu gösteren deneyler gerçekleştirdi. Ekip, o döneme ait orijinal ampulleri tahribatsız bir şekilde analiz edemese de, aynı replikalarla yapılan deneyler net sonuçlar verdi: ampuller grafen üretiyor.

Grafen, altıgen bir kafes içinde düzenlenmiş tek bir karbon atomu katmanından oluşur. Dünyadaki en güçlü ve en iletken malzemelerden biri olarak kabul edilir. Modern araştırmalarda, genellikle kimyasal buhar biriktirme veya "flaş Joule ısıtma" gibi karmaşık süreçlerle üretilir Karbon içeren malzemenin güçlü bir akım dalgalanmasıyla hızla ısıtıldığı ikinci yöntem, Edison ampulünün çalışma prensibiyle çarpıcı bir benzerlik taşır.

Edison'un lambalarında karbonize bambu ya da pamuktan yapılmış bir filaman kullanılıyordu. Akım bu dirençten geçtiğinde, akkor haline gelene kadar ısınır. Mevcut çalışma, bu sürecin doğru koşullar altında gerçekleşmesi halinde filamentin amorf karbonunu turbostratik grafene dönüştürebileceğini gösteriyor. Bu formda, grafen katmanları birbirlerine karşı bükülür, bu da malzemenin elektronik özelliklerini bile destekleyebilir, çünkü katmanlar düzenli grafitten daha az güçlü bir şekilde etkileşime girer.

Araştırmacılar analizleri için kopyalar üzerinde Raman spektroskopisi ve transmisyon elektron mikroskopisi gibi modern spektroskopik yöntemler kullandılar. Ölçülen örneklerin imzaları grafeninkilerle eşleşti ve saf grafitten önemli ölçüde farklıydı. Edison, cam ampulün kararmasını rahatsız edici bir yan etki olarak fark etmesine rağmen, teknik imkanların yetersizliği nedeniyle o dönemde bu malzemeyi ne tanımlayabilmiş ne de izole edebilmişti.

Bu keşif, doğa bilimlerinde tarihsel araştırmanın değerini vurgulamaktadır. Eski deneyler ve kayıtlar, daha yeni bulgular ışığında ve modern ölçüm yöntemleriyle tamamen yeni bilgiler sağlayabilir. Edison'un çalışması öncelikle ışık üretmeyi amaçlıyordu, ancak lambalarındaki fiziksel süreçler, 19. yüzyılın bilim dünyası bundan şüphelenmeden modern nanoteknolojiyi öngörüyordu.