Thomas Edison hat wahrscheinlich bereits 1879 Graphen hergestellt, wusste aber nichts davon

Thomas Edison ist bekannt für die Erfindung der Glühbirne. Die gab es zwar auch schon vor Edison, aber der Erfinder hat die Lichtquelle mit einem Glühaden aus Bambusfasern erst so richtig massentauglich gemacht. Doch eine neue Untersuchung deutet darauf hin, dass er dabei unwissentlich ein Material erzeugte, das erst über ein Jahrhundert später für Aufsehen sorgen sollte. Forscher der Rice University um Lucas Eddy und James Tour haben Experimente durchgeführt, die zeigen, dass die Bedingungen in Edisons Glühbirnen von 1879 ideal für die Bildung von Graphen waren. Zwar konnte das Team keine Original-Glühbirnen aus dieser Zeit zerstörungsfrei analysieren, doch Experimente mit baugleichen Repliken lieferten eindeutige Ergebnisse: Die Glühlampen erzeugen Graphen.

Graphen besteht aus einer einzigen Lage von Kohlenstoffatomen, die in einem sechseckigen Gitter angeordnet sind. Es gilt als eines der stärksten und leitfähigsten Materialien der Welt. In der modernen Forschung wird es oft durch komplexe Verfahren wie chemische Gasphasenabscheidung oder das sogenannte "Flash Joule Heating" hergestellt. Letzteres Verfahren, bei dem kohlenstoffhaltiges Material durch einen starken Stromstoß rasant erhitzt wird, ähnelt frappierend dem Funktionsprinzip einer Edison-Glühbirne.

Edisons Lampen nutzten einen Faden aus verkohltem Bambus oder Baumwolle. Wenn Strom durch diesen Widerstand fließt, erhitzt er sich bis zur Weißglut. Die aktuelle Studie zeigt, dass dieser Prozess, wenn er unter den richtigen Bedingungen abläuft, den amorphen Kohlenstoff des Fadens in turbostratisches Graphen umwandeln kann. Bei dieser Form sind die Graphenschichten gegeneinander verdreht, was die elektronischen Eigenschaften des Materials sogar noch begünstigen kann, da die Schichten weniger stark interagieren als bei geordnetem Grafit.

Die Forscher nutzten für ihre Analyse moderne spektroskopische Methoden wie Raman-Spektroskopie und Transmissionselektronenmikroskopie an den Nachbildungen. Die Signaturen der gemessenen Proben stimmten mit denen von Graphen überein und unterschieden sich deutlich von reinem Grafit. Edison selbst konnte dieses Material damals mangels technischer Möglichkeiten weder identifizieren noch isolieren, obwohl er die Schwärzung des Glaskolbens als störenden Nebeneffekt bemerkte.

Diese Entdeckung unterstreicht den Wert historischer Forschung in den Naturwissenschaften. Alte Experimente und Aufzeichnungen können im Licht neuerer Erkenntnisse und mit modernen Messmethoden gänzlich neue Einsichten liefern. Edisons Arbeit war primär auf die Erzeugung von Licht ausgerichtet, doch die physikalischen Prozesse in seinen Lampen nahmen die moderne Nanotechnologie vorweg, ohne dass die Wissenschaftswelt des 19. Jahrhunderts es ahnen konnte.