W pierwszej połowie XVI wieku, w okolicach Borrowdale w północnej Anglii pasterze natrafili na niepozorny, czarny i tłustawy minerał. Łatwo się łupał, brudził ręce i pozostawiał ślad na papierze. Ponieważ przypominał ołów, szybko uznano go za jego odmianę i nadano nazwę plumbago (od łac. plumbum – ołów). Przez kolejne dwa stulecia nikt nie podejrzewał, że to wcale nie metal, lecz czysta forma węgla.

Zanim zaczęto pisać, najpierw strzelano

Choć dziś grafit kojarzymy przede wszystkim z ołówkami, jego pierwsze zastosowania były dalekie od edukacji. Surowiec z Borrowdale okazał się wyjątkowo odporny na ogień i wysokie temperatury. W XVI i XVII wieku wykorzystywano go do produkcji form odlewniczych kul armatnich, co pozwalało uzyskać amunicję bardziej kulistą, gładką i aerodynamiczną. Efekt? Lepszy zasięg i celność artylerii.

To strategiczne zastosowanie sprawiło, że kopalnie były pilnie strzeżone, a sam minerał stał się surowcem o znaczeniu wojskowym. W pewnych okresach wydobycie kontrolowała nawet korona brytyjska.

Narodziny ołówka i angielski monopol

Dopiero później dostrzeżono potencjał pisarski surowca: łupany w cienkie pręty i oprawiony w drewno stał się narzędziem do pisania, które zrewolucjonizowało edukację i sztukę. W XVII wieku Anglia była globalnym monopolistą w produkcji ołówków — przede wszystkim dlatego, że grafit z Borrowdale występował w formie wyjątkowo czystych, masywnych brył nadających się do bezpośredniego cięcia, bez potrzeby przetwarzania.

To rzadkość. Większość światowych złóż zawiera grafit rozproszony, wymagający proszkowania i mieszania z gliną, co opracowano dopiero w XVIII wieku (technologia ta upowszechniła się m.in. we Francji podczas wojen napoleońskich).

Pomyłka wyjaśniona: Scheele i chemiczna rewolucja

Dopiero w 1779 roku szwedzki chemik Karl Wilhelm Scheele (odkrywca m.in. chloru, manganu i tlenu) wykazał, że minerał nie ma nic wspólnego z ołowiem. Okazało się, że to czysta, krystaliczna forma węgla — podobnie jak diament, ale powstała w zupełnie innych warunkach ciśnienia i temperatury. Nowa nazwa, grafit, pochodzi od greckiego graphein — „pisać”.

Nazwy, które przetrwały pomyłkę

Choć nauka wyjaśniła, czym jest grafit, język pozostał konserwatywny. Do dziś w wielu językach narzędzie do pisania brzmi tak, jakby nadal zawierało ołów:

  • polski — ołówek
  • angielski — lead pencil
  • niemiecki — Bleistift („ołowiany pręt”)

Ołów w ołówku to więc wyłącznie lingwistyczna pozostałość dawnego błędu.

Dlaczego złoża w Borrowdale były tak wyjątkowe?

Grafit z Borrowdale był niemal monokrystaliczny i występował w masywnych, grubych żyłach powstałych prawdopodobnie w trakcie metamorfozy organicznego materiału w skałach paleozoicznych. To unikat: podobnej jakości złoża nie występują dziś praktycznie nigdzie na świecie.

Złoże było na tyle cenne, że kopalnie były otaczane fortyfikacjami, reglamentowane i chronione przed przemytem (grafit był łakomym kąskiem dla fałszerzy monet — świetnie nadawał się do wyrobu matryc menniczych).

Nowoczesne zastosowania grafitu

Choć ołówki wciąż są najpowszechniejszym skojarzeniem, grafit ma kluczowe znaczenie technologiczne. W XXI wieku wykorzystuje się go m.in. do:

  • produkcji anod w bateriach litowo-jonowych (smartfony, elektryki),
  • smarów wysokotemperaturowych,
  • reaktorów jądrowych (moderator neutronów),
  • kompozytów w lotnictwie i kosmonautyce,
  • nadprzewodników i materiałów termoelektrycznych.

Co więcej, grafit jest surowcem wyjściowym do produkcji grafenu — jednego z najbardziej obiecujących materiałów przyszłości.

Czy grafit się kończy?

Największe współczesne złoża znajdują się w Chinach, Mozambiku, Brazylii i na Madagaskarze. Europa praktycznie nie posiada dużych zasobów wysokiej jakości grafitu naturalnego, co ma znaczenie strategiczne dla rozwoju elektromobilności i baterii. Stąd rosnące zainteresowanie recyklingiem grafitu z baterii, produkcją grafitu syntetycznego z koksu naftowego oraz badaniami nad złożami w Skandynawii i Alpach.

Źródła

  • Scheele, K.W. (1779). Chemische Abhandlung von der Luft und dem Feuer.
  • British Geological Survey — raporty z kopalni Borrowdale.
  • Crayola History Archive (materiały o historii ołówków).
  • Duffin, C. (2012). The Borrowdale Graphite Industry. Geological Society.
  • Rejment, M. (2021). Graphite in Battery Technologies, Materials Review.