Thomas Edison come pioniere della nanotecnologia: L'inventore ha probabilmente prodotto grafene già nel 1879

Thomas Edison è noto per aver inventato la lampadina. Sebbene esistesse già prima di Edison, l'inventore ha reso la sorgente luminosa veramente adatta alla produzione di massa con un filamento fatto di fibre di cotone o bambù. Tuttavia, una nuova indagine suggerisce che egli abbia creato inconsapevolmente un materiale che avrebbe fatto scalpore più di un secolo dopo. I ricercatori della Rice University, guidati da Lucas Eddy e James Tour, hanno condotto degli esperimenti che dimostrano che le condizioni nelle lampadine di Edison del 1879 erano ideali per la formazione del grafene. Sebbene il team non abbia potuto analizzare in modo non distruttivo le lampadine originali dell'epoca, gli esperimenti con repliche identiche hanno dato risultati chiari: le lampadine producono grafene.

Il grafene è costituito da un singolo strato di atomi di carbonio disposti in un reticolo esagonale. È considerato uno dei materiali più forti e conduttivi al mondo. Nella ricerca moderna, viene spesso prodotto attraverso processi complessi come la deposizione di vapore chimico o il cosiddetto "riscaldamento flash Joule" Quest'ultimo metodo, in cui il materiale contenente carbonio viene riscaldato rapidamente da un forte impulso di corrente, assomiglia molto al principio di funzionamento di una lampadina di Edison.

Le lampade di Edison utilizzavano un filamento di bambù o cotone carbonizzato. Quando la corrente scorre attraverso questo resistore, si riscalda fino all'incandescenza. Lo studio attuale dimostra che questo processo, se avviene nelle giuste condizioni, può convertire il carbonio amorfo del filamento in grafene turbostratico. In questa forma, gli strati di grafene sono attorcigliati l'uno contro l'altro, il che può addirittura favorire le proprietà elettroniche del materiale, poiché gli strati interagiscono meno fortemente rispetto alla grafite ordinata.

I ricercatori hanno utilizzato metodi spettroscopici moderni come la spettroscopia Raman e la microscopia elettronica a trasmissione sulle repliche per la loro analisi. Le firme dei campioni misurati corrispondono a quelle del grafene e differiscono in modo significativo dalla grafite pura. Edison stesso non riuscì a identificare né a isolare questo materiale all'epoca, a causa della mancanza di possibilità tecniche, anche se notò l'annerimento della lampadina di vetro come un fastidioso effetto collaterale.

Questa scoperta evidenzia il valore della ricerca storica nelle scienze naturali. Vecchi esperimenti e registrazioni possono fornire approfondimenti completamente nuovi alla luce di scoperte più recenti e con metodi di misurazione moderni. Il lavoro di Edison mirava principalmente a generare luce, ma i processi fisici delle sue lampade hanno anticipato la moderna nanotecnologia senza che il mondo scientifico del XIX secolo potesse sospettarlo.