科研团队这回又有大动作了,成功地把托马斯·爱迪生在1879年搞的那个碳丝实验给重现了一遍,结果发现石墨烯这种被誉为“未来材料”的东西,可能早在那个时候就已经悄悄藏在他做的白炽灯里了。这项研究发表在《ACS Nano》杂志上,美国莱斯大学的詹姆斯·图尔教授带着他的团队仔细琢磨了一下爱迪生当年用的那个设计。你猜怎么着?爱迪生最早不是用钨丝,而是用的竹丝做灯丝。那时候日本产的竹丝耐高温,差不多能承受2000摄氏度。 图尔实验室之前的学生卢卡斯·埃迪发现,爱迪生给灯丝通电时那种快速加热的做法,和现在搞石墨烯用的那种“闪速焦耳加热”技术原理挺像。后者就是瞬间给个高电压,让碳材料一下子就冲到2000摄氏度以上。为了验证这个想法,团队特意搞了一些跟当年很像的竹丝灯泡回来,接上110伏的直流电做实验。他们严格控制了通电时间,让它只烧20秒。等实验做完一看,灯丝表面果然由深灰变成了银白色。 后来通过拉曼光谱和透射电子显微镜一查,发现局部区域的碳原子已经排成了那种蜂窝状的石墨烯结构。不过图尔教授也说了,这可不能说明爱迪生那会儿就明确制造了石墨烯。毕竟那时候连纳米材料的仪器都没有,就算真有也看不着。而且如果灯丝一直用着用着,石墨烯可能早就变回普通石墨了。 虽然这次没直接找到证据,但它提醒我们好多材料上的大突破其实都藏在老古董里。安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫是在2010年因为发现石墨烯拿了诺贝尔奖,现在看来这材料的物理形态说不定一个世纪前就有了。 这个发现给我们的启发还挺大的:现代技术遇到瓶颈时,有时候回到最基础的物理过程反而能看到新东西。就像卢卡斯·埃迪说的那样,他就是被那种“历史技术简单性”给触动了灵感。 从爱迪生灯泡里可能闪现的那点微光到现在大家都在研究的二维材料体系,这项研究把跨越三个世纪的材料科学脉络都串起来了。它告诉我们人类对物质世界的探索总是在偶然和必然之间交错前进。在科技飞速发展的今天回头看看那些被时代遮住的微光,说不定就是未来突破的钥匙呢。