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Investigación Conducida Por Científicos En Estados Unidos Indica Que Pruebas Realizadas Por Thomas Edison En 1879, Con Filamentos De Carbono Sujetos A Corriente Eléctrica Similar Al Calentamiento Joule Moderno, Pueden Haber Generado Grafeno Turbostrático De Forma No Intencional, Más De Un Siglo Antes De Su Identificación Científica
Investigadores en Estados Unidos Identificaron Evidencias De Que Thomas Edison Puede Haber Producido Grafeno Accidentalmente En 1879, Al Probar Filamentos De Carbono En Lámparas Incandescentes, Bajo Condiciones Eléctricas Similares A Las Usadas Hoy En Procesos Modernos De Calentamiento Joule.
Reconstrucción Histórica De Los Experimentos De La Lámpara Incandescente
El Estudio Fue Liderado Por James Tour, PhD, Profesor De Química, Ciencia De Los Materiales Y Nanoingeniería De La Universidad Rice. La Investigación Buscó Reconstruir, Con Herramientas Analíticas Actuales, Los Experimentos Originales Realizados Por Edison A Fines Del Siglo XIX.
El Equipo Replicó El Diseño De La Lámpara De Filamento De Carbono Desarrollado En 1879 Y Aplicó Condiciones Eléctricas Similares A Las De La Época. Durante Las Pruebas, Los Investigadores Observaron Que Partes Del Filamento Se Transformaban En Grafeno Turbostrático.
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Según Tour, Reproducir Los Experimentos Históricos Con El Conocimiento Y Los Instrumentos Disponibles Actualmente Permitió Observar Fenómenos Que No Podrían Ser Identificados En El Período Original, Debido A Las Limitaciones Tecnológicas De La Época.
Grafeno Turbostrático Y Sus Características Estructurales
El Grafeno Turbostrático Es Una Forma De Grafeno Multicapas Caracterizada Por Apilamiento Aleatorio, Rotado Y Desalineado Entre Las Capas.
Esta Estructura Específica Diferencia El Material De Otras Formas De Grafeno Más Ordenadas.
Esta Variación Del Grafeno Es Considerada Especialmente Relevante Para Producción A Gran Escala, Con Aplicaciones Destacadas En Almacenamiento De Energía Y En El Refuerzo De Compuestos Utilizados En Diferentes Sectores Industriales.
El Grafeno, En General, Está Compuesto Por Una Única Capa Bidimensional De Átomos De Carbono Organizados En Estructura Hexagonal Similar A Un Huevo De miel, Con Espesor De Solo Un Átomo.
Es Reconocido Como El Material Más Delgado Y Uno De Los Más Resistentes Jamás Estudiados, Cerca De 200 Veces Más Resistente Que El Acero, Además De Presentar Elevada Conductividad Eléctrica, Flexibilidad Y Transparencia.
Calentamiento Joule Y Paralelos Con El Siglo XIX
Actualmente, Uno De Los Métodos Conocidos Para Producir Grafeno Turbostrático Es El Llamado Calentamiento Joule Instantáneo. En Este Proceso, Una Corriente Eléctrica Calienta Rápidamente Materiales A Base De Carbono.
Las Temperaturas Alcanzadas Varían Entre Aproximadamente 2.000 Y 3.000 Grados Celsius, Equivalentes A 3.600 A 5.400 Grados Fahrenheit, Promoviendo Reacomodamientos Estructurales En El Carbono.
Al Final Del Siglo XIX, Edison Utilizaba Filamentos A Base De Carbono, Frecuentemente Producidos Con Materiales Naturales, Como El Bambú Japonés, En Sustitución Del Tungsteno Empleado En Las Lámparas Modernas.
Cuando La Electricidad Atravesaba Estos Filamentos, La Resistencia Eléctrica Provocaba Calentamiento Intenso, Suficiente Para Generar Luz. El Equipo Evalúa Que Estas Condiciones Eran Muy Similares A Las Del Calentamiento Joule Moderno.
Hipótesis Experimental Y Elección De Los Materiales
Lucas Eddy, Ex-Alumno De La Universidad Rice Y Primer Autor Del Artículo, Relató Que Buscaba Identificar El Equipo Más Simple Posible Para La Producción A Gran Escala De Grafeno Con Materiales Accesibles.
Durante Este Proceso, Recordó Que Las Primeras Lámparas Incandescentes Utilizaban Filamentos De Carbono, Lo Que Levantó La Hipótesis De Que Estos Dispositivos Podrían Reproducir Condiciones Adecuadas Para La Formación Del Material.
Eddy Analizó Diferentes Alternativas, Desde Soldadores A Arco Hasta Árboles Alcanzados Por Rayos, Antes De Concluir Que Las Lámparas Al Estilo Edison Ofrecían Un Modelo Más Directo Y Controlable Para Pruebas De Laboratorio.
Para Los Experimentos, Los Investigadores Adquirieron Lámparas Artesanales Al Estilo Edison En Una Pequeña Tienda De Arte En La Ciudad De Nueva York, Diseñadas De Acuerdo Con Las Especificaciones De La Patente Original De 1879.
Procedimientos, Análisis Y Resultados Obtenidos
Las Lámparas Fueron Conectadas A Una Fuente De Corriente Continua De 110 Volts, Conforme A La Configuración Original Descrita En Los Registros Históricos, Y Permanecieron Energizadas Por Aproximadamente 20 Segundos.
Los Científicos Observaron Que Exposiciones Más Largas Podrían Llevar A La Formación De Grafito, En Lugar De Grafeno. Tras Las Pruebas, Se Realizó Microscopia Óptica En Los Filamentos.
El Análisis Reveló Un Cambio Visual En La Superficie, Que Pasó De Gris Oscuro A Un Aspecto Plateado Y Metálico. A Continuación, Se Aplicó Espectroscopía Raman Para La Identificación Del Material.
Esta Técnica Analítica A Láser Permite Reconocer Sustancias A Través De Firmas A Nivel Atómico. Los Resultados Confirmaron La Presencia De Grafeno Turbostrático En Partes Del Filamento Analizado.
Aunque No Es Posible Determinar Si El Grafeno Persistió En Los Experimentos Originales De Edison, Los Datos Sugieren Que Puede Haber Sido Formado Brevemente Durante Las Pruebas Históricas, Incluso Sin Ser Reconocido En Su Época.
Publicación Y Implicaciones De La Descubierta
El Estudio Fue Publicado En La Revista Científica ACS Nano. Para Tour, La Descubierta Plantea Cuestionamientos Sobre Otras Informaciones Posiblemente Ocultas En Experimentos Históricos Clásicos.
Según Él, La Combinación De Registros Antiguos Con Técnicas Modernas Puede Revelar Fenómenos No Identificados Anteriormente, Ampliando La Comprensión Sobre Avances Científicos Del Pasado Y Sus Conexiones Con Tecnologías Actuales.
La Investigación Refuerza La Idea De Que Procesos Considerados Modernos Pueden Haber Ocurrido Accidentalmente En Contextos Históricos, Aún Sin El Reconocimiento Conceptual O Instrumental Necesario Para Su Identificación Formal En Su Época, Abriendo Nuevas Líneas De Investigación Histórica Y Científica.
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