¿Podrían los romanos haber inventado el grafeno? [cerrado]

El problema aquí no es si los romanos (o cualquier otra persona) podían o no producir grafeno, sino si podían hacerlo deliberadamente .

El buckminsterfullereno , los nanotubos de carbono y el grafeno son formas naturales de carbono y se pueden encontrar en el hollín de la quema de madera, carbón vegetal, carbón y otros productos que se queman, como grasa o grasa. El problema es que estos son subproductos aleatorios de la combustión y generalmente se encuentran en cantidades mínimas. El hecho de que parte de esto se incorporara al acero fabricado en los hornos de solera abierta bastante pequeños disponibles en el mundo antiguo es más un accidente fortuito que cualquier otra cosa.

La ciencia y la tecnología romanas no se trataban de análisis cuantitativos o cualitativos (de hecho, este tipo de pensamiento era muy poco común en el mundo antiguo, y no es tan común incluso hoy en día), por lo que la idea misma de peinar el hollín para buscar inusuales formas de carbono serían totalmente ajenas a su forma de pensar. Aunque los romanos (griegos, egipcios, chinos, sumerios, etc.) reconocieron diferentes elementos como cobre, oro, hierro, etc., generalmente los agruparon bajo el superconjunto de "Tierra" (sí, sé que había matices, pero esto es Internet), por lo que no tendría ninguna razón real para buscar carbono fuera de lo común, o incluso la idea conceptual de que tal cosa era posible.

También puede notar que a pesar de que la química, la física y otras ciencias son relativamente maduras (después de su establecimiento formal durante la "Ilustración"), Buckminsterfullerene (C60) no se conceptualizó hasta el siglo XX y finalmente se aisló en 1985. Ciencia y tecnología romana, incluso si tuvieran los fundamentos científicos para conceptualizarlo, no habrían tenido la capacidad química o mecánica para producir materiales como el grafeno con las herramientas disponibles en la antigüedad.

El hormigón romano se endurece con el tiempo por su composición, nada más. ni siquiera hay carbono en él. Haga clic para obtener una descripción de por qué se endurece de la forma en que lo hace.

En segundo lugar, el acero de Damasco se hizo agregando materia vegetal al fuego que se usaba para fabricar el acero. Se cree que las hebras de carbono natural de las plantas que se quemaron en los incendios se incorporaron al acero, pero todavía hay mucho misterio en torno al acero de damasco, como si en realidad era mejor que otros aceros. Una comparación moderna sería un producto de marca que no es mejor que el producto genérico, pero cuesta más y se vende mejor debido a la publicidad.

En tercer lugar, ¿es esta construcción del mundo real o una cuestión de historia? Porque me está costando decirlo. Pero de cualquier manera, no, los romanos no tenían la tecnología suficiente para descubrir accidentalmente el grafeno.

Uno tiene que hacer una distinción clara entre tropezar con algo pero no entender cómo sucede, y ejecutar voluntariamente un conjunto de acciones para lograr un objetivo específico.

Un ejemplo notorio de lo anterior es la copa Lycurgus :

La Copa Lycurgus es una copa de jaula de vidrio romana del siglo IV hecha de un vidrio dicroico, que muestra un color diferente según la luz la atraviese o no; rojo cuando se enciende por detrás y verde cuando se enciende por delante.

El efecto dicroico se logra fabricando el vidrio con diminutas proporciones de nanopartículas de oro y plata dispersas en forma coloidal por todo el material de vidrio. El proceso utilizado sigue sin estar claro, y es probable que los fabricantes no lo entendieran o controlaran bien, y probablemente lo descubrieron por "contaminación" accidental con polvo de oro y plata minuciosamente molido. Es posible que los vidrieros ni siquiera supieran que se trataba de oro, ya que las cantidades involucradas son muy pequeñas; pueden provenir de una pequeña proporción de oro en cualquier plata añadida (la mayor parte de la plata romana contiene pequeñas proporciones de oro), o de restos de oro o pan de oro dejados por accidente en el taller de otro trabajo. Los otros pocos fragmentos supervivientes de vidrio dicroico romano varían considerablemente en sus dos colores.

Un intento moderno de replicar el vidrio ha encontrado que

A un fundente de vidrio romano compuesto convencionalmente se le añadieron 330 partes por millón de plata y 40 de oro.

Ahora, en cuanto a su pregunta y según el ejemplo anterior, parece posible que ocurra un descubrimiento accidental.

Sin embargo, tenga en cuenta que el carbono es altamente reactivo con el oxígeno, por lo que cualquier proceso en el que esté involucrado debe llevarse a cabo en una atmósfera cuidadosamente controlada. Es cierto que algunos compuestos de fibra de carbono se obtienen "quemando" una fibra a base de carbono en una atmósfera rica en oxígeno, pero en el caso del grafeno, estos no son fácilmente controlables incluso hoy en día.

En resumen, creo que podrían tropezar con él, pero no ser capaces de dominar el proceso de fabricación.

La invención del grafeno fue posible gracias a los avances logrados en la nanofabricación. Hubo algunos grupos que compitieron para crear el mismo material, y los ganadores de esa competencia (Geim y Novoselov) usaron un método muy simple (cinta adhesiva) para separar capas de grafeno del grafito. En cierto sentido, eso es lo que sucede cada vez que escribimos con lápices de mina, así que no hay nada nuevo allí.

Pero, una vez que se despegó el grafeno, alguien tenía que averiguar si era monocapa o no. Entonces, usaron un microscopio de fuerza atómica y observaron muchas láminas de grafeno y seleccionaron las que eran más delgadas. Definitivamente, sería difícil para los romanos desarrollar algo que pudiera medir micrones, por lo que AFM está fuera de discusión.

Peor aún, el grafito al que tenían acceso los romanos no era un "grafito pirolítico altamente orientado", sino cualquier cosa que pudieran obtener del carbón de alta calidad. Entonces, los romanos también tenían que entender cómo entender ese procedimiento.