به گزارش ثریا - پژوهشی تازه نشان میدهد که توماس ادیسون، بیآنکه بداند، شاید بیش از یک قرن پیش در جریان آزمایشهایش برای ساخت لامپ برق، موفق به تولید نوعی گرافن شده باشد؛ مادهای شفاف، فوقمقاوم و تکاتمی که امروز ستون فقرات بسیاری از فناوریهای پیشرفته قرن بیستویکم به شمار میرود.
چه وجه مشترکی میان توماس ادیسون، مخترع نامدار، و کنستانتین نووسلف و آندره گایم، برندگان جایزه نوبل فیزیک سال ۲۰۱۰، وجود دارد؟ پاسخ این پرسش، بر اساس مقالهای تازه از آزمایشگاه جیمز تور در دانشگاه رایس (Rice University) که در مجله علمی «ایسیاس نانو» (ACS Nano) منتشر شده، میتواند «گرافن» باشد. پاسخی که اگر به گوش ادیسون میرسید، احتمالاً او را سردرگم میکرد؛ چراکه ادیسون نزدیک به ۲۰ سال پیش از آنکه فیزیکدان بریتانیایی، پی. آر. والاس، وجود چنین مادهای را بهطور نظری مطرح کند، از دنیا رفته بود و حدود ۸۰ سال پیش از آنکه نووسلف و گایم بهدلیل جداسازی و شناسایی گرافن جایزه نوبل دریافت کنند.
گرافن مادهای شفاف، بهشدت مستحکم و با ضخامتی در حد یک اتم است که امروز در کاربردهایی مانند نیمهرساناها، الکترونیک پیشرفته و فناوریهای نوین انرژی نقش کلیدی دارد. یکی از گونههای آن، موسوم به «گرافن توربوستراتیک»، از طریق اعمال ولتاژ به یک ماده مقاوم کربنی و گرمکردن سریع آن تا دمایی حدود ۲ تا ۳ هزار درجه سانتیگراد تولید میشود.
در ادبیات علمی امروز، این روش «گرمایش ژولی لحظهای» یا فلش ژول هیتینگ نام دارد. اما در سال ۱۸۷۹، آنچه در اختیار ادیسون بود، صرفاً روشنکردن یکی از لامپهای تازهثبتشده و پایدارش به شمار میرفت. برخلاف لامپهای رشتهای امروزی که از تنگستن استفاده میکنند، نمونههای اولیه اغلب دارای رشتههایی از مواد مقاوم کربنی، از جمله بامبوی ژاپنی بودند. با زدن یک کلید، ولتاژ اعمال میشد و رشته بهسرعت داغ میشد؛ فرآیندی که نور تولید میکرد یا شاید، بسته به قرن و زاویه نگاه، گرافن.
لوکاس ادی، نویسنده اول مقاله و دانشآموخته پیشین دانشگاه رایس، توضیح میدهد که هدف او توسعه روشهایی برای تولید انبوه گرافن با مواد در دسترس و ارزان بوده است. او از آزمایش با دستگاههای جوش قوسی گرفته تا بررسی درختان صاعقهزده را تجربه کرده، اما هیچیک نتیجه مطلوبی نداشتهاند. تا اینکه به گفته همکارش، «لحظه لامپ روشنشدن» فرا رسید. ادی به یاد آورد که لامپهای اولیه اغلب دارای رشتههای کربنی بودند و میتوانستند سادهترین ابزار برای گرمایش ژولی لحظهای باشند.
دلیل تمرکز بر لامپهای ادیسون این بود که طراحی ثبتشده او در سال ۱۸۷۹ به دمای بحرانی حدود ۲ هزار درجه سانتیگراد میرسید. افزون بر این، همان پتنت تاریخی به ادی نقشهای دقیق برای بازسازی آزمایش ارائه میداد. پس از چند تلاش ناموفق و مواجهه با رشتههایی که بهظاهر کربنی اما در واقع تنگستنی بودند، او سرانجام در یک فروشگاه هنری کوچک در نیویورک لامپهای دستساز سبک ادیسونی یافت که حتی از بامبوی ژاپنی برای رشته استفاده میکردند. قطر رشتهها نیز تنها حدود ۵ میکرومتر با نمونههای اصلی ادیسون تفاوت داشت.
ادی همانند ادیسون، لامپ را به منبع برق مستقیم ۱۱۰ ولت متصل کرد و تنها برای ۲۰ ثانیه آن را روشن نگه داشت؛ چراکه گرمشدن طولانیتر میتواند به تشکیل گرافیت بهجای گرافن منجر شود. زیر میکروسکوپ نوری، رنگ رشته از خاکستری تیره به نقرهای براق تغییر کرده بود؛ نشانهای از وقوع یک دگرگونی ساختاری.
برای شناسایی دقیق این تغییر، از طیفسنجی رامان استفاده شد؛ روشی که در دهه ۱۹۳۰ توسعه یافت و با بهرهگیری از لیزر، امضای اتمی مواد را مانند یک بارکد میخواند. نتایج تأیید کرد که بخشهایی از رشته به گرافن توربوستراتیک تبدیل شدهاند. به این ترتیب، این احتمال مطرح میشود که ادیسون، در مسیر ساخت یک لامپ کاربردی برای زندگی روزمره، ناخواسته مادهای را تولید کرده باشد که امروز برای فناوریمحورترین صنایع جهان حیاتی است.
به نقل از ستاد نانو،با این حال، پژوهشگران تأکید میکنند که هیچ راه قطعی برای دانستن آنچه دقیقاً در آزمایشهای تاریخی ادیسون رخ داده وجود ندارد. حتی اگر لامپ اصلی او در دسترس بود، هر گرافن احتمالی احتمالاً در جریان نخستین آزمایش ۱۳ ساعته به گرافیت تبدیل شده بود. جیمز تور، استاد شیمی دانشگاه رایس و نویسنده مسئول مقاله، میگوید بازآفرینی آزمایشهای ادیسون با ابزار و دانش امروزی هیجانانگیز است و این پرسش را پیش میکشد که چه اطلاعات ارزشمند دیگری ممکن است در دل آزمایشهای تاریخی نهفته باشد؛ پرسشهایی که شاید با نگاهی مدرن بتوان به آنها پاسخ داد.
منبع : گرافن
زائران با سامانه هوشمند «هم موکب» دغدغه اسکان ندارند
راهاندازی «بازوی طریق» سامانه هوشمند خدمات به زائران اربعین
مطالبه بزرگ امت اسلام در اربعین امسال خونخواهی قائد شهید است
مفاهیم نهجالبلاغه را در پیادهروی اربعین ترویج کنیم
چه افرادی بدون آنکه به کربلا بروند زائر اباعبدالله هستند؟
مایک لی بازنشسته میشود؛ بیماری نمیگذارد فیلم بسازم
خنیاگران خیام با «مهرگان» آمدند؛ شنیدن ظرافتهای موسیقی خراسان
«خورشید اربعین» در رادیو ورزش؛ همراهی با زائران در حماسه استقامت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
سهم دانشجو از نرخ غذای دانشجویی مشخص شد
پیش ثبتنام ۸۱۰ هزار دانشآموز پایه هفتم
آموزش و پرورش با ۱۰۰ موکب، آماده خدمترسانی به زائران اربعین است
روایت زائرانی که اربعین را از شرق ایران آغاز میکنند در کتاب «شاه است حسین»
پرچمهایی در پیاده روی اربعین که هنوز خون را به یاد دارند
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
چالشهای عکاسی طبیعت چیست؟ سید صابر امامی پاسخ میدهد
جزئیات شرکت در آزمون های دانشنامه و گواهینامه فوق تخصصی پزشکی تعیین شد
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آلبوم جدید خواننده پاپ در راه است
اودیسه نولان در ایکس لو رفت؛ ایلان ماسک در برابر نولان
جزئیات آزمونهای دانشنامه و گواهینامه تخصصی پزشکی را اینجا بخوانید
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
۱۳۰ هزار فعالیت انجمنهای علمی دانشجویی در کشور ثبت شدند
دانشجویان دانشگاه صنعتی امیرکبیر مسیر شغلی خود را طراحی میکنند
مدیر ارشد اوپن ای آی به این شبکه اجتماعی معتاد شده بود
متا تحقیق درباره خطرات اینستاگرام برای نوجوانان را نادیده گرفت
پرتاب ۵ هزار ماهواره آمازون برای بهبود کیفیت اینترنت در جهان
تسهیلات ویژه دانشگاه آزاد برای اربعین امسال/ استقرار مواکب در ۵ مرز کشور
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
«مردم نمایی» روایتی دیگر از ماجرای نیما تکیدو
حاج حسین ملک داراییهای فناپذیر را به میراثی تمدنی تبدیل کرد
پناهیان: بزرگترین تشییعهای تاریخ مربوط به امامین انقلاب است
جستجوی حقیقت در مهآلودگی ابطالپذیری پوپر/سطحینگری در علوم انسانی
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
تصویری از تابوت استاد مرحوم اکبر عبدی
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
خونخواهی رهبر شهید ادامه یک مطالبه تاریخی است؛ انتقام با بیشترین ضربه
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
اتحادیه اروپا گوگل را ۸۹۰ میلیون یورو جریمه کرد
سیزدهمین پرتاب استارشیپ موفقیت آمیز بود
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
آغاز همکاری مشترک برای تدوین سند ملی صلاحیت حرفهای ICT
۳۵۰ پرونده دانشگاه پیامنور در دیوان عدالت اداری بررسی شد
ضرورت تدوین استانداردهای تازه برای خدمات پزشکی پیشرفته
تصمیمگیری درباره حضوری شدن دوره کارشناسی با شورای عالی امنیت ملی است
عزای عمومی برای مردی که خاطره مشترک میلیونها ایرانی بود
مرحله غیرمتمرکز المپیاد علمی دانشجویی کشور برگزار شد
آغاز حضوری سال تحصیلی جدید/آمادگی دانشگاهها برای سناریوهای مختلف
معیارهای جدید همترازی رشتههای دانشگاهی برای استخدام ابلاغ شد
پشتیبانی دکترتو تهران چگونه است؟
رقابت ۱۷ هزار داوطلب در پنجاه و سومین دوره آزمون دستیاری پزشکی آغاز شد
تصویری از ابابیل ۳ در آسمان کویت
امنیت ایران با صلح تحمیلی معامله پذیر نیست
فروش بدون کارمزد خودرو در استانهای درگیر جنگ
کشف یک مولکول ناشناخته روی قمر زحل و پلوتو که دانشمندان توضیحی برای آن ندارند
جزئیات ترم تابستانی دانشگاه خوارزمی اعلام شد
دانشگاه صنعتی امیرکبیر در جایگاه سوم رتبه بندی بنیاد ملی نخبگان
تفاهم دانشگاه شهید بهشتی با بانک برای پرداخت تسهیلات مسکن
فرانسه شبکههای اجتماعی را برای کودکان ممنوع میکند
رشد استقبال از آزمون دستیاری در سالهای اخیر
رهبر شهید بیش از حوزویان با نخبگان دانشگاهی دیدار داشتند
کلید اولیه آزمون دستیاری پزشکی امروز منتشر میشود
ثبت نام دانش آموختگان خارج از کشور در آزمون پیش کارورزی پزشکی آغاز شد
جزئیات برگزاری مصاحبه مجازی متأخرین دکتری ۱۴۰۵ دانشگاه آزاد اعلام شد
تصویری از برخاستن ستون دود در اربیل عراق
فانتزی که به شاهنامه تکیه زده است/ احیای حماسه در ادبیات فانتزی ایران
اعزام ۴۷۴ معلم برگزیده به مدارس خارج از کشور
صفحه رسمی سفارت آلمان در تهران شایعات تخلیه کارکنان این نمایندگی دیپلماتیک را تکذیب کرد
بعد از انفجار پیجرها، زندگی چگونه ادامه پیدا کرد؟
قیمت سامسونگ گلکسی و زد فولد گران می شود
کشف آنزیمی که میتواند پیری را معکوس کند
حافظه مکتوب ایران چگونه زنده میماند؟
ثبت نام جذب دانشآموختگان دکتری در دانشگاهها آغاز شد؛ ۲ شرط اصلی برای ورود
رمان دینی باید افراد معاند و خاکستری را هم پای کتاب بنشاند
پارادوکس در وقف، سودجویی ناشر و موزّع
اعلام دستمزد طراحان صحنه و لباس تئاتر در سال ۱۴۰۵
خبر مصوبه شورای عالی فضای مجازی برای برخورد با بلاگرها تکذیب شد
رویداد «معماری نوین حکمرانی علم و فناوری کشور» آغاز بکار کرد
ترامپ انتقام جریمه گوگل را از اروپا می گیرد
بزرگداشت شیخ صفیالدین اردبیلی در فضای مجازی
مشاور شورای آموزش پزشکی: ۲ متخلف آزمون دستیاری به مقامات قضایی تحویل داده شدند
چت جی پی تی در سراسر جهان مختل شد
وزیر آموزش و پرورش: کنکور به موقع برگزار میشود
خداحافظ آقای عبدی؛ دلمان برایتان تنگ میشود
اصغر خلیلی مدیریت مجموعه تئاتر شهر را بر عهده گرفت
آییننامه جامع حمایت از دانشجویان توانخواه نهایی شد
خالق فیلم معروف «ماسک» از دنیا رفت؛ جیم کری از همکاری با وی تشکر کرد
تصویر کمتر دیده شده از آیتالله سیدمجتبی خامنهای در نماز جمعه نصر
اجرای نزدیک به ۱۵ پروژه ملی در وزارت علوم پس از جنگ
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.