エジソンは偶然に重要な超伝導体を作成したのでしょうか?

Wトーマス・エジソンが彼の最大の業績の 1 つに取り組んでいたとき、彼は偶然、あと 1 世紀は単離されないであろう物質を生成した可能性があります。そして、それは現在高い需要があります。

1879 年、エジソンは今日最も記憶に残る発明、つまり世界初の実用的な白熱灯である電球を披露しました。これはパラダイムを変える画期的な進歩であり、人々が安全に家を照らせるようになりました。この設計では、電気はガラス真空電球の細いフィラメントを通って伝わり、そのフィラメントは光るほど熱くなります。エジソンはタングステンからフィラメントを作りたいと考えていましたが、タングステン フィラメントを製造することはまだ可能ではありませんでした。

エジソンは最終的に、炭化植物材料で作られたフィラメントをテストすることになりました。炭化植物材料は空気のない状態で加熱された有機物質であり、分解されて炭素がぎっしり詰まった残留物が生成されます。彼はパルメットや麻などあらゆる種類の植物を試した後、日本の竹にたどり着きました。このフィラメントは、焼き切れるまで 1,200 時間以上点灯することができました。

「合格する前に、私は少なくとも 6,000 種類の野菜の栽培をテストし、最適なフィラメント材料を求めて世界中を探し回りました」とエジソンは自分の画期的な実験について説明しました。

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エジソンの画期的な進歩により、住宅に電気を引き込むことが可能になっただけでなく、原子 1 個分の厚さの超強力で柔軟な物質であるグラフェンも生成された可能性があります。これは、MRI 装置からコンピューター チップに至るまでのテクノロジーにとって不可欠な強力な半導体として機能します。実際、グラフェンは将来のテクノロジーにおいて重要な役割を果たす可能性があります。現代の研究者たちは、これをさらに開発して、たとえば電気自動車に電力を供給できる急速充電燃料電池や、体内に薬物を送達するシステムを開発したいと考えている。しかし、グラフェンの製造には依然として課題が残っています。

ライス大学の大学院生だったとき、ナノ材料研究者のルーカス・エディは、簡単に入手でき、手頃な価格の材料でグラフェンを作成する方法を見つけたいと考えていました。ある種類のグラフェンは、炭素ベースの材料を華氏 3,600 度以上に急速加熱することによって作成できます。この技術はフラッシュ ジュール加熱として知られています。彼は、初期の電球には一般的に炭素ベースのフィラメントが組み込まれていたことを思い出し、ひらめきました。そして彼は、エジソンの初期の電球がグラフェン製造に理想的な温度閾値に達していることを知っていました。

エディはカーボンフィラメントを使用したエジソンスタイルの電球を見つけようとしましたが、実際にはタングステンで作られたものがいくつかありました。 「化学者を騙すことはできない」と彼は声明で説明した。

彼は最終的に、ニューヨーク市の小さな美術品店で適切な電球を探し出しました。そこには同じ種類の日本の竹フィラメントもありました。

エジソンの実験装置を模倣して、エディは電球を 110 ボルトの直流電源に接続しました。彼はそれを20秒間流した。それより長く加熱すると、グラフェンではなく、はるかに厚い炭素の形態であるグラファイトが形成される可能性があるからである。

エディと彼の同僚は、フィラメントにレーザーを照射することで、ある種のグラフェンを調理したことを確認した。その発見は学術誌に報告された。 ACSナノ。

エジソンが自分の実験でグラフェンが生成されることを知っていたかどうかは分からず、1879 年のデモンストレーションでは電球は 13 時間以上燃えましたが、これは結果として生じたグラフェンが黒鉛に変化するのに十分な時間でした。

研究者たちは 1947 年までグラフェンの存在さえ理論化していませんでしたが、2004 年に科学者たちはグラファイトからグラフェンの層を抽出することに成功しました。これは粘着テープから始まった画期的な実験でした。この革新により、研究者のアンドレ・ガイム氏とコンスタンチン・ノボセロフ氏は2010年にノーベル物理学賞を受賞した。

最近の発見は疑問を投げかけます：エジソンのような歴史的な実験中に他にどのような秘密が明らかになったのでしょうか？

「私たちが今持っているツールと知識を使って、トーマス・エジソンがやったことを再現することは、非常にエキサイティングです」と、論文の共著者であり、ライス大学の合成化学者でナノテクノロジー学者であるジェームス・ツアー氏は語った。 「私たちの科学の先人たちが、今日私たちの研究室に参加できたら、どんな質問をするでしょうか?現代のレンズを通して彼らの研究を再検討するとき、私たちはどんな質問に答えることができるでしょうか?」

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リード画像: Wondermilkycolor / Shutterstock

• モリー・グリック

  投稿日 2026 年 1 月 26 日

  モリー・グリックはニュースレターの編集者です。 オウムガイ。