Rachel Leeson, Rays Universiteti tərəfindən

Andrew Zinin tərəfindən redaktə edilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: ACS Nano (2026). DOI: 10.1021/acsnano.5c12759

Tomas Edison və 2010-cu il fizika üzrə Nobel mükafatı laureatları Konstantin Novoselov və Andre Geimin ortaq cəhətləri nələrdir? Rays Universitetinin Ceyms Tur laboratoriyasından ACS Nano -da dərc olunmuş bu yaxınlarda dərc olunmuş məlumata görə , bu, qrafen ola bilər – bu cavab Edisonu çaşdıra bilərdi. Edison fizik PR Uollesdən təxminən 20 il əvvəl və Novoselov və Geimin onu təcrid edib xarakterizə etdiyinə görə Nobel mükafatına layiq görülməsindən təxminən 80 il əvvəl vəfat etmişdi.

Qrafen, tək bir atom qədər nazik və yarımkeçiricilər kimi bir sıra müasir tətbiqlərdə faydalı olan şəffaf, olduqca güclü bir maddədir. Turbostratik qrafen adlanan bir növ qrafen , davamlı karbon əsaslı bir materiala gərginlik tətbiq etməklə və onu sürətlə 2000-3000 Selsi dərəcəsinə qədər qızdırmaqla istehsal edilə bilər.

Müasir terminologiyada bu üsula flaş Coul isitməsi deyilir. Lakin 1879-cu ildə Edison üçün mövcud olan üsul sadəcə yeni patentləşdirilmiş, sabit lampalarından birini yandırmaq idi. Volfram filamentlərinə əsaslanan müasir közərmə lampalarından fərqli olaraq, ilk versiyalarda tez-tez Yapon bambu kimi davamlı karbon əsaslı filamentlərdən istifadə olunurdu. Açarın açılması filamentləri sürətlə qızdıran və işıq yaradan bir gərginlik tətbiq edirdi. Və ya bəlkə də qrafen. Bu, əsrdən asılıdır.

“Mən asanlıqla əldə edilə bilən və əlverişli materiallardan istifadə edərək qrafenin kütləvi istehsalının yollarını inkişaf etdirirdim”, – deyə məqalənin ilk müəllifi və Turun laboratoriyasında Raysın keçmiş aspirantı olan Lukas Eddi izah edir. “İndiyə qədər tikdiyim hər şeydən daha səmərəli olan qövs qaynaqlarından tutmuş tamamilə çıxılmaz vəziyyətdə olan ildırım vuran ağaclara qədər hər şeyə baxırdım.” Lakin sonra, laboratoriya yoldaşının dediyi kimi, onun bir lampa anı var idi. “Mən Joule ilə qızdırmaq üçün istifadə edə biləcəyiniz ən kiçik və ən asan avadanlıq parçasını tapmağa çalışırdım və erkən lampaların tez-tez karbon əsaslı filamentlərdən istifadə etdiyini xatırladım.”

Niyə Edisonun lampaları? Bir çox digər erkən lampalardan fərqli olaraq, Edisonun patentləşdirilmiş dizaynı 2000 dərəcə Selsi temperaturuna çatdı. Əlavə olaraq, Edisonun 1879-cu il patenti Eddiyə təcrübəni təkrarlayarkən istifadə etmək üçün dəqiq bir plan verdi.

Eddinin Edison tipli lampa əldə etmək üçün ilk bir neçə cəhdi uğursuz oldu və “karbon” filamentləri maskalanmış halda volfram oldu. “Kimyaçını aldada bilməzsən”, Eddi gülür. “Amma nəhayət Nyu-York şəhərində sənətkar Edison tipli lampalar satan kiçik bir sənət mağazası tapdım.” Sənətkar lampalar, Yapon bambuk filamentlərinə qədər, Edisonunkuna bənzəyirdi. Hətta filamentlərin diametrləri də Eddinin filamentlərinin Edisonunkundan cəmi 5 mikrometr böyük olduğuna yaxın idi.

Eddison kimi, Eddi də lampanı 110 voltluq DC elektrik mənbəyinə qoşdu. O, açarı cəmi 20 saniyə yandırdı. O izah edir ki, daha uzun müddətli isitmə qrafen əvəzinə qrafit əmələ gətirə bilər.

Edisondan əsrlər əvvələ aid olan müasir optik mikroskop linzaları karbon filamentinin tünd bozdan “parlaq gümüşə” çevrildiyini göstərdi. Çox güman ki, transformasiya baş vermişdi, bəs nəyə?

Dəyişikliyi xarakterizə etmək üçün Eddi 1930-cu illərdə hazırlanmış bir texnikaya – Raman spektroskopiyasına müraciət etdi. Bu texnika, barkod oxumaq kimi, maddələri atom imzaları vasitəsilə müəyyən etmək üçün lazerlərdən istifadə edir. Son əsrdə əldə edilən irəliləyişlər bunu olduqca dəqiqliklə etməyə imkan verir. Spektroskopiya Eddinin ümid etdiyini təsdiqlədi – filamentin hissələri turbostratik qrafenə çevrilmişdi. Edison, gündəlik həyatda istifadə edilə bilən praktik bir lampa hazırlamaq səyində, texnologiyadan asılı 21-ci əsr üçün tez bir zamanda açar rolunu oynayan bir maddə istehsal etmiş ola bilər.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Əlbəttə ki, Edisonun çoxdankı təcrübəsi ilə əslində nə baş verdiyini bilmək mümkün deyil. Edisonun istifadə etdiyi orijinal lampa təhlil üçün mövcud olsaydı belə, istehsal olunan hər hansı bir qrafen ilk 13 saatlıq sınaq zamanı qrafitə çevrilmiş olardı.

“Tomas Edisonun etdiklərini, hazırda sahib olduğumuz alətlər və biliklərlə təkrarlamaq çox həyəcanvericidir”, – deyə məqalənin müəllifi və TT və WF Chao Kimya professoru Tur bildirib. “Onun qrafen istehsal edə biləcəyini kəşf etmək, tarixi təcrübələrdə gizlənmiş başqa hansı məlumatların olması ilə bağlı marağa səbəb olur. Elmi əcdadlarımız bu gün laboratoriyada bizə qoşula bilsəydilər, hansı sualları verərdilər? Onların işinə müasir bir baxış bucağından yenidən baxdıqda hansı sualları cavablandıra bilərik?”

Nəşr detalları

Lukas Eddi və digərləri, Tomas Edisonun 1879-cu il Karbon Filament Təcrübələrində Qrafenin Formalaşması üçün Dəlillər, ACS Nano (2026). DOI: 10.1021/acsnano.5c12759

Jurnal məlumatı: ACS Nano 

Əsas anlayışlar

karbonqrafitYarımkeçiricilərTermal texnikalar

Rays Universiteti tərəfindən təmin edilir