Томас Едісон міг синтезувати графен за 130 років до Нобелівської премії за його відкриття

Це немов назад у майбутнє: вчені виявили, що Томас Едісон — легенда у світі винаходів, пов'язаних з електрикою — міг синтезувати графен за 125 років до його першого офіційного відтворення в лабораторії у 2004 році. Нещодавно дослідники повторили експеримент з примітивною лампочкою розжарювання на вуглецевих волокнах, з якими працював Едісон наприкінці XIX століття, і з подивом виявили на них ділянки з графеном.

Джерело зображення: ШІ-генерація ChatGPT 5.2/3DNews

Як відомо, у 1879 році Томас Едісон активно працював над створенням практичної лампи розжарювання з тривалим терміном служби. Він експериментував з вуглецевими нитками, зокрема на основі карбонізованого (термічно обробленого) бамбука, який нагрівався електричним струмом у вакуумі до дуже високих температур.

Ці експерименти призвели до появи першої комерційно успішної лампочки, і, як показує нова робота, в процесі міг утворитися графен — одноатомний шар вуглецю, що вважається сьогодні «чудо-матеріалом» завдяки винятковій міцності, провідності та іншим унікальним властивостям. Офіційно графен був виділений і описаний лише у 2004 році Андреєм Геймом і Константином Новоселовим, за що вони отримали Нобелівську премію з фізики у 2010 році.

Вчені з Університету Райса (Rice University) вирішили відтворити умови експериментів Едісона. Точніше, вони розглядали варіанти синтезу графена найпростішими методами і до відкриття також прийшли в певному сенсі випадково. Дослідники взяли аналогічні вуглецеві нитки з бамбука, підключили їх до джерела струму 110 В і пропускали струм протягом приблизно 20 секунд. Такий імпульсний нагрів (відомий сьогодні як миттєвий джоулевий нагрів або англійською flash Joule heating) дозволяв швидко досягти температур понад 2000–3000 °C. Після короткочасного включення струму нитки змінили колір з сірого на сріблястий, а аналіз під мікроскопом і за допомогою спектроскопії підтвердив утворення на них однієї з форм багатошарового графену.

Правда, отриманий таким способом графен виявився нестабільним: при тривалій роботі лампи він деградував назад у звичайний графіт. Таким чином, Едісон не міг виявити і використовувати такий матеріал. Його просто не можна було виявити наявними в ті часи інструментами, а теоретичний опис графену з'явилося лише у 1947 році.

Дослідники підкреслюють, що умови в лампах Едісона випадково потрапляли в «вікно» для формування графену саме завдяки швидкому і інтенсивному нагріву. Пояснююча цей механізм робота опублікована у січні 2026 року в журналі ACS Nano. Автори зазначають, що відкриття спонукає переосмислити історичні експерименти: «Виявлення того, що Едісон міг виготовити графен, викликає цікаві думки про те, яка ще інформація прихована в історичних експериментах».

Хочеш дізнатися більше — читай відгуки