Thomas Edison som pionjär inom nanoteknik: Uppfinnaren producerade sannolikt grafen redan 1879

Thomas Edison är känd för att ha uppfunnit glödlampan. Även om den fanns före Edison gjorde uppfinnaren ljuskällan verkligt lämplig för massproduktion med en glödtråd av bomulls- eller bambufibrer. En ny undersökning tyder dock på att han omedvetet skapade ett material som skulle orsaka en sensation över ett sekel senare. Forskare vid Rice University under ledning av Lucas Eddy och James Tour genomförde experiment som visade att förhållandena i Edisons glödlampor från 1879 var idealiska för grafenbildning. Även om teamet inte kunde analysera originalglödlampor från den tiden på ett icke-destruktivt sätt, gav experiment med identiska kopior tydliga resultat: glödlamporna producerar grafen.

Grafen består av ett enda lager kolatomer som är ordnade i ett hexagonalt gitter. Det anses vara ett av de starkaste och mest ledande materialen i världen. I modern forskning framställs det ofta genom komplexa processer som kemisk ångdeposition eller s.k. "flash Joule heating" Den senare metoden, där kolhaltigt material snabbt värms upp av en kraftig strömstöt, har en slående likhet med funktionsprincipen för en Edison-lampa.

I Edisons lampor användes en glödtråd av förkolnad bambu eller bomull. När ström flyter genom detta motstånd värms det upp till glöd. Den aktuella studien visar att denna process, om den sker under rätt förhållanden, kan omvandla glödtrådens amorfa kol till turbostratiskt grafen. I denna form är grafenlagren vridna mot varandra, vilket till och med kan gynna materialets elektroniska egenskaper, eftersom lagren interagerar mindre starkt än i ordnad grafit.

Forskarna använde moderna spektroskopiska metoder som Ramanspektroskopi och transmissionselektronmikroskopi på replikorna för sin analys. De uppmätta provernas signaturer matchade grafen och skiljde sig markant från ren grafit. Edison själv kunde varken identifiera eller isolera detta material på grund av bristande tekniska möjligheter, även om han noterade att glödlampan svartnade som en störande bieffekt.

Denna upptäckt belyser värdet av historisk forskning inom naturvetenskaperna. Gamla experiment och uppteckningar kan ge helt nya insikter i ljuset av nyare rön och med moderna mätmetoder. Edisons arbete var i första hand inriktat på att generera ljus, men de fysikaliska processerna i hans lampor föregrep den moderna nanotekniken utan att 1800-talets forskarvärld kunde ana det.