Thomas Edison, Resmi Olarak İcad Edilmeden 130 Yıl Önce Grafeni mi Yarattı?

Rice Üniversitesi araştırmacıları, neredeyse aynı kopyalarla deneyler yapıyor. Thomas Edison'un tasarladığı ampuller 19. yüzyıl mucidinin yaratmış olabileceğini belirlediler grafen Bilim adamlarının bunu doğrulamasından 130 yıldan fazla bir süre önce iki boyutlu malzeme varoluş.

Araştırmanın arkasındaki ekip, Edison'un yaklaşık bir buçuk yüzyıl önce grafen yaratmadaki rolünü doğrulamanın, tarihte kaybolmuş olabilecek ek keşifleri belirlemek için diğer tarihsel bilimsel deneylerin yeni bir analizini motive edebileceğini öne sürüyor. Bulgular ayrıca, çalışmalarının modern araç ve tekniklerle yeniden değerlendirilmesiyle yanıtlanabilecek yeni sorular da sorabilir.

Edison 21'i Nasıl Yaratmış Olabilir?st Yüzyılın Sihirli Malzemesi Grafen

PR Wallace, grafen adı verilen, yanlara bağlı karbon atomlarından oluşan iki boyutlu bir kafes kavramını ilk önerdiğinde, Thomas Edison neredeyse yirmi yıldır zaten ölüydü. Malzemenin varlığı, Konstantin Novoselov ve Andre Geim'in keşfi ve açıklaması nedeniyle 2010 Nobel Fizik Ödülü'nü kazandığı birkaç on yıl boyunca bilimsel olarak doğrulanmadı.

O olaydan bu yana bilim insanları grafenin sıra dışı özelliklerini keşfetmeye devam etti. süperiletkenlik Grafenin "" şeklinde bükülmesiyle elde edildisihirli açı.” Şeffaf malzeme aynı zamanda son derece güçlüdür ve her yıl birçok yeni uygulamaya yol açmaktadır.

Bilim adamları grafen oluşturmak için birkaç farklı yöntem keşfederken, yeni çalışma turbostatik grafeni analiz ediyor. Buna göre Rice Üniversitesi araştırmacıları, bu tür grafenin, dirençli karbon bazlı bir malzemeye voltaj uygulanarak, onu hızla 2.000-3.000 santigrat dereceye kadar ısıtarak üretilebileceğini buldu. Mühendisler bu sürece flaş Joule ısıtması adını veriyor.

Her ne kadar kendisi bunu bilmese de araştırmacılar, Edison'un orijinal ampul tasarımlarının flaş Joule ısıtma yoluyla grafen oluşturmuş olabileceğini öne sürüyorlar. Bunun nedeni Edison'un tasarımlarının modern akkor ampuller gibi tungsten filamentler kullanmamasıdır. Bunun yerine mucit, Japon bambusu gibi karbona dayanıklı filamentler kullandı.

Araştırmanın ayrıntılarını anlatan makalenin ilk yazarı ve eski bir Rice mezunu olan Lucas Eddy, Edison'un potansiyel kazasıyla karşılaştığında "hazır ve uygun fiyatlı malzemelerle" grafen oluşturmak için farklı yöntemler araştırdığını söyledi.

Araştırmacı, "Şimdiye kadar yaptığım her şeyden daha verimli olan ark kaynak makinelerinden, tamamen çıkmaz sokak olan yıldırım çarpmış ağaçlara kadar her şeye bakıyordum" diye açıkladı. "Flaş Joule ısıtma için kullanabileceğiniz en küçük ve en kolay ekipmanı bulmaya çalışıyordum ve ilk ampullerin sıklıkla karbon bazlı filamanlar kullandığını hatırladım."

Edison'un çalışmasını daha yakından inceledikten sonra Eddy, ünlü mucidin ampullerinin muhtemelen grafen oluşturmak için gereken 2.000 derecelik eşiğe ulaştığını ve bu eşiği aştığını belirledi. Yine de Edison'un tasarımlarıyla yeni deneyler yapmadan bundan emin olamazdı.

Aynı Ampul Kopyalarıyla Yapılan Deneyler "Heyecan Verici" Sonuçlar Getiriyor

Araştırmayı detaylandıran açıklamaya göre, Rice araştırmacısının gerçek bir Edison tarzı ampul bulma yönündeki ilk girişimleri başarısızlıkla sonuçlandı. Bambu veya diğer karbon bazlı filamentlerin kullanıldığı 19. yüzyıl tasarımlarının aksine, Eddy'nin bulduğu tüm seçenekler tungstenden yapılmıştı.

"Bir kimyageri kandıramazsınız" diye açıkladı.

Neyse ki, arama sonunda New York City'de gerçek zanaatkar Edison tarzı ampuller sattığını iddia eden küçük bir sanat mağazasına yol açtı. Hızlı bir incelemenin ardından Eddy, Edison'un ilk tasarımlarındakilerden yalnızca 5 mikrometre daha büyük olan bambu filamentleri de dahil olmak üzere ampullerin mükemmel kopyaları olduğunu doğruladı.

Rice araştırmacıları flaş Joule ısıtma teorisini test etmek için ampulü Edison'un kullanacağı gibi 110 voltluk bir DC kaynağına bağladılar. Daha sonra ekip, ampulü 20 saniye boyunca çalıştırdıktan sonra tekrar kapattı. Teorik olarak ampulün filamanının bu zaman dilimi içerisinde minimum sıcaklık eşiğini geçmesi gerekir. Ekip ayrıca daha uzun süre maruz kalmanın grafen yerine grafitle sonuçlanabileceğini de belirtti.

Araştırmacılar filamanı optik mikroskop altında incelediklerinde orijinal koyu gri renginden "parlak gümüş" dedikleri şeye dönüştüğünü buldular. Daha sonra ekip, maddeyi atomik imzası aracılığıyla tanımlamak için Raman spektroskopisini kullandı. Umduğumuz gibi bu analiz, filamanın bir kısmının turbostratik grafene dönüştüğünü ortaya çıkardı.

'Edison, günlük yaşamda kullanılabilecek pratik bir ampul geliştirme arayışında, hızla teknolojiye bağımlı hale gelen bir madde üretmiş olabilir.st yüzyılda” diyor araştırmacılar.

Keşif, Diğer Tarihi Deneylere Yeni Bir Bakış Açısına İlham Verebilir

Rice ekibinin deneyleri grafen üretmiş olsa da araştırmacılar, Edison'un deneylerinin mutlaka grafen ile sonuçlanmadığını kabul ettiler. Ayrıca, mucidin orijinal ampullerinden birini bugün analiz edebilseler bile, Edison'un ilk 13 saatlik testi sırasında grafenin tamamının grafite dönüşeceğini belirtiyorlar.

TT ve WF Chao Kimya Profesörü ve makalenin ilgili yazarı James Tour'a göre, Edison'un testlerini başarılı bir şekilde yeniden üretmek ve modern araç ve tekniklerle grafen üretmek "çok heyecan vericiydi." Araştırmacı ayrıca sonuçlarının birçok yeni soruyu gündeme getirebileceğini ve diğer tarihsel deneylere odaklanan potansiyel araştırma yollarını ortaya çıkarabileceğini belirtti.

Profesör Tour, "Grafen üretmiş olabileceğinin bulunması, tarihsel deneylerde başka hangi bilgilerin saklı olduğu konusunda merak uyandırıyor" dedi. "Bilimsel atalarımız bugün laboratuvarda bize katılsalardı hangi soruları sorarlardı? Onların çalışmalarını modern bir mercekle yeniden incelediğimizde hangi soruları yanıtlayabiliriz?"

Çalışma “Thomas Edison'un 1879 Karbon Filament Deneylerinde Grafen Oluşumuna İlişkin Kanıtlar”ACS Nano'da yayınlandı.

Christopher Plain, Bilim Kurgu ve Fantazi roman yazarı ve The Debrief'te Baş Bilim Yazarıdır. Onu takip edin ve onunla bağlantı kurun X, onun kitapları hakkında bilgi edinin plainfiction.comveya doğrudan şu adrese e-posta gönderin: [email protected].