Thomas Edison könnte bereits 1879 erstmals Graphen produziert haben, das besagt eine aktuelle Studie der Rice University in Houston, Texas. Allerdings hatte er keine Ahnung davon und er hätte, selbst wenn das der Fall gewesen wäre, damals wahrscheinlich nichts damit anfangen können.
Kurzlebiges Graphen durch Erhitzen
Wie Lucas Eddy et al. in ihrer Studie
beschreiben, wurde nämlich beim Einschalten einer der alten Glühbirnen, mit denen Edison arbeitete, vorübergehend Graphen erzeugt, und zwar durch das sogenannte Flash-Joule-Heating (kurzfristiges, sehr starkes Erhitzen eines Materials) der kohlenstoffhaltigen Bambusfilamente, welche damals als Glühfaden genutzt wurden. Sobald eine Glühbirne jedoch länger eingeschaltet blieb, verwandelte sich das Graphen jedoch wieder in einfaches Graphit.
Natürlich kannte man Graphen damals noch nicht, nicht einmal in der Theorie, man hätte also gar nicht erkennen können, was man da produziert hat, geschweige denn es zu nutzen. Graphen wurde erstmals in 1947 von dem kanadischen Physiker Philip Wallace theoretisch beschrieben, bis man es aber erstmals (gezielt) produzieren konnte sollten noch mehr als 50 Jahre vergehen. Erst 2004 wurde Graphen nämlich durch die Physiker Andre Geim und Kaostantin Novoselov erstmals isoliert – wofür die beiden im Jahr 2010 schließlich auch den Nobelpreis für Physik erhielten.
So zufällig wie Edison (ohne etwas davon zu wissen) Graphen herstellte, so zufällig war im Übrigen auch die Entdeckung, dass dies so geschehen ist. Eddy versuchte nämlich eigentlich herauszufinden, was die kleinste und einfachste Apparatur für Flash-Joule-Heating sein könnte – und erinnerte sich dabei daran, dass alte Glühbirnen ja kohlenstoffbasierte Filamente verwendeten.
Um dies zu überprüfen besorgte das Team schließlich Glühbirnen im historischen Stil und schlossen diese an eine 110 Volt Gleichstromquelle an. Sie wurden dann für etwa 20 Sekunden eingeschaltet und anschließend untersucht. Unter dem Mikroskop konnte man dann erkennen, dass die Filamente eine Farbveränderung von Grau zu Silber – Graphen – durchgemacht hatten. Dieses Graphen wäre allerdings nicht lange stabil geblieben und hätte sich bei längerem Betrieb der Glühbirnen wieder in gewöhnliches Graphit verwandelt.
Man kann dies also keineswegs als „Entdeckung“ Edisons einordnen, es ist einfach nur zufällig (und kurzfristig) Graphen entstanden, wenn man eine der von ihm weiter entwickelten Glühbirnen einschaltet. Für die Entdeckung bzw erste Isolation von Graphen waren dennoch die oben genannten Physiker allein verantwortlich, Edison wusste schließlich nicht einmal, was Graphen ist, geschweige denn, dass es bei seinen Versuchen entstanden sein könnte.
Flash-Joule-Heating
Die Methode, die in den alten Glühbirnen vorübergehend Graphen erzeugte, nennt man „Flash-Joule-Heating“, dabei wird ein Material, in diesem Fall eben ein kohlenstoffhaltiges Bambusfilament, kurzzeitig auf über 2000°C (oder mehr) erhitzt, und zwar durch Elektrizität. Heute nutzt man dieses Verfahren zwar in der Regel nicht mehr zur Produktion von Graphen, aber es ist aktuell als eine sehr effektive Methode zur Extraktion seltener Erden (und speziell Lithium) im Gespräch:
Dem einen oder anderen ist es vielleicht aufgefallen: Auch dieses Verfahren wurde an der Rice University entwickelt (allerdings von anderen Wissenschaftler:innen).
Edison und die Glühbirne
Thomas Edison war tatsächlich nicht der Erfinder der Glühbirne, er hat sie nur weiter entwickelt, das ursprüngliche Konzept stammte von dem Briten Joseph Wilson Swan. Auch in anderen Bereichen soll sich Edison angeblich gern mit den Erfolgen anderer geschmückt haben – und wollte seine eigenen um jeden Preis durchsetzen. Dabei ging er sogar wortwörtlich über Leichen. Edison war z.B. nämlich Verfechter des von ihm mit entwickelten Gleichstroms – und um diesen durchzusetzen folterte / tötete er sogar Tiere, um zu beweisen, wie gefährlich Tesla’s Wechselstrom doch sei.
Spoiler: Heute nutzen wir vor allem Wechselstrom, hätte Edison sich durchsetzen können, wäre Elektrizität nur etwas für Reiche, die es sich leisten können in der Nähe eines Elektrizitätswerks zu wohnen, da Gleichstrom damals nur eine vergleichsweise sehr geringe Reichweite bot.
Fun Fact:
Heute nutzt man für die Langstreckenübertragung meist Gleichstrom, da uns heute Technologien zur Verfügung stehen, die es damals noch nicht gab, z.B. eine einfache Spannungswandlung zwischen Gleichstrom und Wechselstrom, Spannungen im Bereich von hunderten Kilovolt sowie Leistungen im Gigawatt-Bereich. All das, was also heute dafür sorgt, dass Gleichstrom für lange Übertragungsstrecken bevorzugt wird, gab es damals noch nicht (und ist auch nur für sehr hohe Spannungen und weite Strecken sinnvoll, für den Transport von Strom in Privathaushalte ist Wechselstrom immer noch besser geeignet).
