Томас Эдисон мог синтезировать графен за 130 лет до Нобелевской премии за его открытие

Это словно назад в будущее: учёные обнаружили, что Томас Эдисон — легенда в мире связанных с электричеством изобретений — мог синтезировать графен за 125 лет до его первого официального воспроизведения в лаборатории в 2004 году. Недавно исследователи повторили опыт с примитивной лампочкой накаливания на углеродных волокнах, с которыми работал Эдисон в конце XIX века, и с удивлением обнаружили на них участки с графеном.

Как известно, в 1879 году Томас Эдисон активно работал над созданием практичной лампы накаливания с длительным сроком службы. Он экспериментировал с углеродными нитями, в частности на основе карбонизированного (термически обработанного) бамбука, который нагревался электрическим током в вакууме до очень высоких температур.

Эти опыты привели к появлению первой коммерчески успешной лампочки и, как показывает новая работа, в процессе мог образоваться графен — одноатомный слой углерода, считающийся сегодня «чудо-материалом» благодаря исключительной прочности, проводимости и другим уникальным свойствам. Официально графен был выделен и описан лишь в 2004 году Андре Геймом и Константином Новосёловым, за что они получили Нобелевскую премию по физике в 2010 году.

Учёные из Университета Райса (Rice University) решили воспроизвести условия экспериментов Эдисона. Точнее, они рассматривали варианты синтеза графена наиболее простыми методами и к открытию тоже пришли в некотором смысле случайно. Учёные взяли аналогичные углеродные нити из бамбука, подключили их к источнику тока 110 В и пропускали ток в течение примерно 20 секунд. Такой импульсный нагрев (известный сегодня как мгновенный джоулев нагрев или по-английски flash Joule heating) позволял быстро достичь температур свыше 2000–3000 °C. После кратковременного включения тока нити поменяли цвет с серого на серебристый, а анализ под микроскопом и с помощью спектроскопии подтвердил образование на них одной из форм многослойного графена.

Правда, полученный таким способом графен оказался нестабильным: при длительной работе лампы он деградировал обратно в обычный графит. Тем самым Эдисон не мог обнаружить и использовать такой материал. Его просто нельзя было обнаружить имеющимися в те времена инструментами, а теоретическое описание графена появилось лишь в 1947 году.

Исследователи подчёркивают, что условия в лампах Эдисона случайно попадали в «окно» для формирования графена именно благодаря быстрому и интенсивному нагреву. Поясняющая этот механизм работа опубликована в январе 2026 года в журнале ACS Nano. Авторы отмечают, что открытие побуждает переосмыслить исторические эксперименты: «Обнаружение того, что Эдисон мог изготовить графен, вызывает любопытные мысли о том, какая ещё информация скрыта в исторических экспериментах».