Un equipo de Rice University replica el experimento con filamentos de carbono y detecta señales de grafeno turbostrático, un material aislado de forma concluyente en 2004
En el otoño de 1879, mientras James Tour aún no había nacido y el nombre de “grafeno” ni siquiera existía, los ensayos de la bombilla incandescente que se atribuyen a Thomas Alva Edison pudieron producir, como subproducto, un material con estructura de grafeno. Esa es la hipótesis que plantea un trabajo publicado en ACS Nano, firmado por investigadores de Rice University, que han recreado con tecnología moderna las condiciones eléctricas y geométricas del diseño de 1879 y han encontrado indicios de “grafeno turbostrático” en partes del filamento.
El estudio no reescribe la historia industrial de la iluminación, ni adjudica al inventor un hallazgo consciente. Lo que propone es una lectura distinta del laboratorio improvisado que era la primera bombilla. Un filamento de carbono, al someterse a una corriente continua y a temperaturas extremas durante segundos, puede reorganizar parte de su estructura atómica y formar capas de carbono con el patrón característico del grafeno, aunque el proceso no fuese identificable con los instrumentos del siglo XIX.
La clave de la propuesta es una coincidencia física, no una intuición adelantada a su tiempo. La fabricación moderna de algunos tipos de grafeno usa calentamientos ultrarrápidos por efecto Joule, un método conocido como “flash Joule heating”, que eleva en instantes la temperatura de materiales ricos en carbono. El equipo de Rice sostiene que la bombilla de 1879 reproducía, de forma rudimentaria, un entorno comparable porque el filamento se comporta como una resistencia que se calienta bruscamente al paso de la corriente.
Para comprobarlo, los autores ensamblaron bombillas “a la Edison” a partir de especificaciones históricas y las conectaron a una fuente de 110 voltios en corriente continua durante un tiempo muy breve. Según la nota de la universidad, el intervalo elegido fue de unos 20 segundos, precisamente porque un calentamiento más largo favorece la transformación hacia grafito, una forma más estable del carbono que borraría la huella del grafeno. Tras el encendido, el filamento cambió de aspecto y adoptó un tono “plateado” a la vista en microscopía óptica. La verificación llegó con espectroscopía Raman, una técnica capaz de identificar firmas características de la estructura del carbono.
El primer firmante, Lucas Eddy, resume el giro que buscaban en el experimento con una frase casi literaria, pero con propósito técnico. “Intentaba encontrar el equipo más pequeño y sencillo para hacer flash Joule heating, y recordé que las primeras bombillas usaban filamentos de carbono” (explica), en la misma comunicación.
El resultado se enlaza con otro hito que sí tiene fecha y autoría clara. El grafeno, entendido como una sola capa de átomos de carbono dispuestos en una red hexagonal, se convirtió en objeto central de la física de materiales a partir de los trabajos publicados en 2004 por Andre Geim y Konstantin Novoselov. Aquellos experimentos, que impulsaron la investigación posterior, les valieron el Nobel Prize in Physics en 2010.
La comparación temporal tiene un matiz importante. Antes de 2004 hubo trabajos teóricos y observaciones sobre el carbono en capas, pero el salto consistió en aislar y caracterizar películas atómicamente delgadas con propiedades eléctricas medibles, un punto de partida para la avalancha de aplicaciones prometidas en electrónica, sensores o energía. En la genealogía de esa ciencia aparece, por ejemplo, el artículo de P. R.Wallace de 1947 sobre la teoría de bandas del grafito, citado a menudo como antecedente conceptual en la descripción del comportamiento electrónico que luego se asociaría a una sola capa.
Con ese contexto, el estudio sobre Edison plantea más preguntas que certezas sobre el pasado. Los autores admiten un límite difícil de salvar, la imposibilidad de analizar hoy las bombillas originales. Incluso si existieran, el grafeno que pudiera haberse formado durante el encendido sería frágil frente a un funcionamiento prolongado. La propia nota de Rice recuerda que una prueba histórica de 13 horas habría favorecido la grafitización, es decir, la reconversión hacia grafito y la pérdida de señales inequívocas de grafeno.
También hay una precisión de fondo sobre la palabra “inventó”. El relato popular atribuye la bombilla a un solo nombre, pero la iluminación eléctrica fue una carrera tecnológica con aportaciones paralelas y anteriores. Lo que se atribuye a Edison, en términos históricos, es el desarrollo de una lámpara práctica y un sistema de iluminación viable, más que una invención aislada surgida de la nada. El propio Smithsonian Institution sitúa en 1879 el momento en que el inventor se convence de haber logrado una lámpara de filamento de carbono “práctica”, tras muchos ensayos.
La lectura más sugerente del trabajo es la que conecta ciencia y cultura material. La bombilla como icono no solo ilumina, también concentra temperaturas y corrientes que hoy se reproducen con equipos de laboratorio. En ese cruce, un filamento vegetal carbonizado, como el bambú usado en algunas versiones tempranas, deja de ser un detalle pintoresco para convertirse en materia prima de una transformación atómica. El uso de bambú japonés, de hecho, está documentado como parte de la historia de la incandescencia.
Aun así, el hallazgo no cambia el balance práctico del grafeno, un material que sigue encontrando su cuello de botella en la fabricación a escala y en la estandarización de calidades. Lo que aporta es otra cosa. Un recordatorio de que la historia de la tecnología está llena de procesos que ocurrieron antes de que tuviéramos el lenguaje para describirlos, y de que volver a los experimentos fundacionales con instrumentación actual puede revelar, más que anécdotas, pistas sobre cómo nacen y se estabilizan nuevos materiales.
El estudio ha sido publicado en ACS Nano.
