به گزارش ثریا - محققان در ایالات متحده شواهدی را کشف کردهاند که نشان میدهد «توماس ادیسون» ممکن است بیش از یک قرن قبل از شناسایی رسمی گرافن(graphene)، هنگام توسعه اولین لامپ خود در سال ۱۸۷۹ به طور تصادفی آن را تولید کرده باشد.
این مطالعه به رهبری جیمز تور(James Tour)، استاد شیمی و علوم مواد و مهندسی نانو در دانشگاه رایس(Rice)، با هدف بازسازی آزمایشهای اولیه لامپ ادیسون با استفاده از ابزارهای تحلیلی مدرن انجام شد.
محققان طرح لامپ رشته کربنی مخترع آمریکایی را تکرار کردند و شرایط الکتریکی مشابه با آنچه در قرن نوزدهم استفاده میشد را اعمال کردند. سپس آنها متوجه شدند که بخشهایی از رشته به گرافن توربواستراتیک (Turbostratic graphene) تبدیل میشود.
گرافن توربواستراتیک نوعی گرافن چند لایه است که به دلیل چرخش تصادفی و چیدمان ناهمتراز بین لایهها شناخته میشود. این ماده برای تولید مقیاسپذیر و با حجم بالا، به ویژه در ذخیرهسازی انرژی و تقویت کامپوزیت، بسیار ارزشمند است.
تور، نویسنده مسئول این مقاله خاطرنشان کرد: بازسازی کاری که توماس ادیسون انجام داد، با ابزار و دانشی که اکنون داریم، بسیار هیجانانگیز است.
بازسازی لامپ ادیسون
گرافن یک صفحه دو بعدی با ضخامت تک اتم از اتمهای کربن است که در یک شبکه لانه زنبوری ششضلعی قرار گرفته است. این ماده که نازکترین و قویترین ماده جهان (حدود ۲۰۰ برابر قویتر از فولاد) محسوب میشود، همچنین در میان رساناترین مواد الکتریکی قرار دارد.
علاوه بر این، بسیار انعطافپذیر، شفاف است و به عنوان یک مانع مؤثر در برابر گازها و مایعات عمل میکند. این ماده که به عنوان «ماده معجزهآسا» شناخته میشود، اولین بار در سال ۲۰۰۴ توسط آندره گیم(Andre Geim) و کنستانتین نووسلوف(Konstantin Novoselov) در دانشگاه منچستر انگلستان جداسازی شد.
گرافن از زمان کشف تاکنون به یک ماده حیاتی در الکترونیک و ذخیرهسازی انرژی تبدیل شده است. امروزه یکی از روشهای تولید گرافن توربواستراتیک به عنوان «گرمایش فلش ژول»( flash Joule heating) شناخته میشود.
در طول این فرآیند، یک جریان الکتریکی به سرعت مواد مبتنی بر کربن را تا دمای تقریبی ۲۰۰۰ تا ۳۰۰۰ درجه سانتیگراد گرم میکند.
با این حال، در اواخر قرن نوزدهم، ادیسون به جای تنگستن مورد استفاده در لامپهای رشتهای مدرن، به رشتههای مبتنی بر کربن متکی بود که اغلب از مواد طبیعی مانند بامبوی ژاپنی ساخته میشدند.
با عبور برق از این رشتهها، مقاومت الکتریکی باعث گرمایش سریعی شد که نور تولید میکرد. این تیم معتقد است که این شرایط به طور دقیق «گرمایش فلش ژول» مدرن را منعکس میکند و ممکن است برای تولید گرافن کافی بوده باشد.
کشف رشته کربنی
لوکاس ادی(Lucas Eddy)، فارغالتحصیل سابق دانشگاه رایس و اولین نویسنده این مقاله در تلاش برای یافتن سادهترین تجهیزات برای تولید انبوه گرافن بود که به یاد آورد که لامپهای اولیه اغلب از رشتههای مبتنی بر کربن استفاده میکردند.
وی گفت: من در حال توسعه روشهایی برای تولید انبوه گرافن با مواد در دسترس و مقرون به صرفه بودم. من همه چیز را از دستگاههای جوش قوسی که از هر چیزی که تا به حال ساخته بودم کارآمدتر بودند، تا درختان صاعقهزده که کاملاً بینتیجه بودند، بررسی میکردم.
محققان برای آزمایش این فرضیه لامپهای به سبک ادیسونساخت دستساز را از یک فروشگاه هنری کوچک در شهر نیویورک تهیه کردند که با مشخصات ثبت اختراع اصلی سال ۱۸۷۹ مطابقت داشت.
سپس محققان لامپها را بر اساس تنظیمات اولیه به یک منبع تغذیه جریان مستقیم ۱۱۰ ولتی متصل کردند و تقریباً ۲۰ ثانیه آنها را روشن کردند. آنها خاطرنشان کردند که زمان قرار گرفتن در معرض نور طولانیتر میتواند منجر به تشکیل گرافیت شود.
دانشمندان پس از آزمایشها از میکروسکوپ نوری استفاده کردند و دریافتند که سطح رشته از خاکستری تیره به ظاهری نقرهای و فلزی تغییر کرده است. سپس از طیفسنجی رامان، یک تکنیک تحلیلی مبتنی بر لیزر که مواد را با تجزیه و تحلیل امضاهای سطح اتمی آنها شناسایی میکند، استفاده کردند.
نتایج، وجود گرافن توربواستراتیک را در بخشهایی از رشته تأیید کرد. اگرچه هیچ راهی برای تعیین اینکه آیا گرافن در آزمایشهای اولیه ادیسون باقی مانده است یا خیر، وجود ندارد، اما یافتهها نشان میدهد که ممکن است مدتها قبل از کشف آن، به شکل اندک تشکیل شده باشد.
«تور» در یک بیانیه مطبوعاتی نتیجه گرفت: یافتن اینکه او میتوانسته گرافن تولید کند، کنجکاوی را در مورد اینکه چه اطلاعات دیگری در آزمایشهای تاریخی پنهان شده است، برمیانگیزد.
این مطالعه در مجله ACS Nano منتشر شده است.
منبع : لامپ ادیسون
میراث آیت الله شاهآبادی پیوند میان «عرفان شیعی» و سیاست و جهاد بود
«قرآن رنانی» با دستخط رهبر شهید به بازار نشر رسید
برگزاری همایش موکبداران «جاماندگان اربعین حسینی» در فرهنگسرای ولاء
آغاز طرح امنیتی و خدماتی زیارت اربعین حسینی در نجف اشرف
«سیوشش هفت» غم میناب را از زبان خانواده شهدا به تصویر میکشد
ماندگاری ۸۲ درصدی نخبگان؛ جذب ۴۲۰ فارغالتحصیل از دانشگاههای برتر جهان
تیک تاک دوباره برای کارمندان دولت آمریکا مجاز شد
آیین بزرگداشت رهبر شهید انقلاب فردا در دانشگاه تهران برگزار میشود
شرکت سامسونگ کارمندانش در آمریکا را تعدیل کرد
توییت جالب اکانت سفارت ایران درباره ادعای رهگیری موشک های ایران
اعلام نتایج نهایی آزمون دکتری سال ۱۴۰۵ در دهه اول مردادماه
نحوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای علوم پزشکی استانهای جنوبی
مهلت تخلیه خوابگاههای دانشجویی دانشگاه الزهراء تمدید شد
درخشش تیم ملی رباتیک ایران در رقابت روبوکاپ جهانی ۲۰۲۶
توضیح معاون علمی رئیس جمهور درباره سند راهبردی «توسعه فرانچایز دانشبنیان»
امارات مقصد بعدی موشکهای ایرانی؟ +عکس
تغییر در فرایند پذیرش دانشجومعلمان/ ایجاد سهمیه بومی برای برخی رشتهها
بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وامهای دانشجویی
آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد
دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر
فروشگاههای اپ طرف ثالث بالاخره وارد اندروید میشوند
ترامپ دسترسی به پستهایش در شبکه اجتماعی تروث را میفروشد
آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ در رشتههای شناور برگزار شد
کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار میشود/تامین امنیت آزمون
بزرگداشت رهبر شهید و دکتر مصباحالهدی باقریکنی در دانشگاه امام صادق
گوگل باید دسترسی به سرویسهایش را برای رقبا فراهم کند
نوبت آخر آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ برگزار شد
رگولاتور انگلیس درباره تیک تاک تحقیق می کند
برگزاری کنکور ارشد ۱۴۰۵ برای توانخواهان و زندانیان
آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ در سلامت و آرامش برگزار شد
نوشتهای که بالای سر یک کودک سرطانی در بیمارستان بقایی اهواز نصب شده
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) به پیشبینی حذف شرور جهان پرداخت
حال خواننده معروف موسیقی بختیاری خوب نیست
سیاست بچهگانه ترامپ سوژه کارتون هنرمند برزیلی شد
ایران قبرستان متجاوزین+عکس
کارگردان سریال پایتخت درباره رهبر شهید مستند میسازد
کامران نجف زاده به جنوب سفر کرد
وزیر آموزش و پرورش: کیفیتبخشی و عدالت آموزشی دو راهبرد اصلی دولت است
غرق شدن ترامپ، سوژه جدیدترین دیوارنگاره تهران
آغاز دورههای راهبردهای تربیت و یادگیری مربیان پیشدبستانی در مراکز کانون پرورش فکری
نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور
پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار میشود
جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد
امتحانات نهایی رشتههای تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد
لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش
مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد
نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی
بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند
جزئیات طرح جدید تغذیه دانشجویی اعلام شد
تبریک وزیر آموزش و پرورش به قهرمانان المپیاد جهانی فیزیک
روایت ایستادگی ایران در مجلات رشد دانش آموزان
دستورالعمل تداوم برپایی میادین و تجمعات مردمی اعلام شد
پایگاهسازی برای آینده جهان تشیع/ارتباط عاطفی آیت الله بروجردی با مسجد چگونه بود؟
نسب رهبر شهید به کدام امامزادههای ایران میرسد؟
تصویری دیدهنشده از آیت الله سید مجتبی خامنهای در سرپل ذهاب
آخرین تصویر منتشر شده از لیندسی گراهام قبل از مرگش در اوکراین+عکس
نگاهی دقیق به ارزیابی احادیث تحلیلی با تکیه بر روش فهرستی در این کتاب خواندنی
ابراز همدردی الهام پاوه نژاد در واکنش به حملات دشمن به جنوب کشور
چرا غرب از آیتالله خامنهای هراس داشت؟
اینفوگرافیک/در چه صورت از آزمون جامع دکتری معاف میشویم؟
شیاطین در سوگ لیندسی گراهام +عکس
چت جی تی پی از دسترس خارج شد
هشدار سازمان سنجش درباره فعالیت صفحات جعلی در شبکههای اجتماعی
پیام تسلیت وزیر علوم در پی شهادت دانشجوی دانشگاه هرمزگان
تفکیک پذیرش سوابق تحصیلی از آزمون؛ تأکید معاون آموزشی وزارت علوم بر بازه زمانی واحد
گذراندن ۷ واحد درسی از میان دروس ارائه شده معارف اسلامی برای این دانشجویان الزامی شد
معاون علمی رئیس جمهور بر توسعه زیرساختهای کوانتومی تاکید کرد
تیم ملی المپیاد فیزیک ایران در المپیاد ۲۰۲۶ کلمبیا غوغا به پا کرد
گلوله مخصوص ساقط کردن پهپادهای سریع توسط روسیه ساخته شد
پسر استیو جابز به سرطان مبتلا شد
تبریک رئیس فرهنگستان علوم به قهرمانان المپیادهای جهانی ریاضی و فیزیک
تصویری از تبلت جدید سامسونگ لو رفت +عکس
درمان ناباروری مردان با سلولهای بنیادی در آزمایشگاه
ستونهای غلیظ دود در مرزهای مشترک عراق و کویت+عکس
دود از پایگاه آمریکایی بلند شده از خاک عراق قابل مشاهده است +عکس
کشف یک محراب تاریخی در پاسارگاد+عکس
لیندسی گراهام که امروز به درک واصل شد که بود؟ +عکس
امتحانات نهایی رشتههای تحصیلی پایه دوازدهم در ۴ استان لغو شد
مهلت پژوهش برای مادران پژوهشگر به ازای تولد فرزند تمدید شد
آزمون کارشناسی ارشد سال ۱۴۰۵ در سلامت و آرامش برگزار شد
لزوم چرخش تحولی در دانشگاه فرهنگیان
جزئیات ثبت نام آزمون دانشنامه و گواهینامه تخصصی دندانپزشکی اعلام شد
ایران قبرستان متجاوزین+عکس
بیش از ۴۲۰ هزار داوطلب آزمون کارشناسی ارشد ۱۴۰۵ کارت گرفتند
وزیر آموزش و پرورش: کیفیتبخشی و عدالت آموزشی دو راهبرد اصلی دولت است
حال خواننده معروف موسیقی بختیاری خوب نیست
کامران نجف زاده به جنوب سفر کرد
بررسی افزایش ۳۰ تا ۵۰ درصدی وامهای دانشجویی
نخستین ماهواره راداری کشور در آستانه رونمایی
آغاز دورههای راهبردهای تربیت و یادگیری مربیان پیشدبستانی در مراکز کانون پرورش فکری
دیوارنگاره میدان ولیعصر (عج) به پیشبینی حذف شرور جهان پرداخت
نحوه برگزاری امتحانات و کلاسهای دانشگاههای علوم پزشکی استانهای جنوبی
جزئیات طرح جدید تغذیه دانشجویی اعلام شد
واکنش معاون نهاد رهبری به اخراج یک کارمند دانشگاهی به دلیل پیگیری پوشش
نوشتهای که بالای سر یک کودک سرطانی در بیمارستان بقایی اهواز نصب شده
برگزاری کنکور ارشد ۱۴۰۵ برای توانخواهان و زندانیان
کارگردان سریال پایتخت درباره رهبر شهید مستند میسازد
پویش «حفظ جزء ۳۰ قرآن» ویژه کودکان و نوجوانان برگزار میشود
نقش سازنده نخبگان در حل مسائل کشور
کنکور سراسری ۱۴۰۵ در موعد مقرر برگزار میشود/تامین امنیت آزمون
الگوریتم ایکس پاسخهای دوستان کاربر به پستها را اولویت میدهد
گوگل باید دسترسی به سرویسهایش را برای رقبا فراهم کند
درخشش تیم ملی رباتیک ایران در رقابت روبوکاپ جهانی ۲۰۲۶
آخرین وضعیت صدور احکام انضباطی دانشجویان خاطی حوادث دی ماه اعلام شد
مهلت تخلیه خوابگاههای دانشجویی دانشگاه الزهراء تمدید شد
غرق شدن ترامپ، سوژه جدیدترین دیوارنگاره تهران
دفترچه سوالات کنکور ارشد ۱۴۰۵ منتشر شد/ اعلام کلید تا ۳۱ تیر
نظراتی که حاوی توهین یا افترا به اشخاص ،قومیت ها ،عقاید دیگران باشد و یا با قوانین کشور وآموزه های دینی مغایرت داشته باشد منتشر نخواهد شد - لطفاً نظرات خود را با حروف فارسی تایپ کنید.