我国科研人员通过对嫦娥五号钻采岩屑月壤的观察分析,首次发现了天然形成的少层石墨烯。
该研究由吉林大学邹猛教授、张伟教授、李秀娟正高级工程师及中国科学院金属研究所任文才研究员等共同开展。科研团队采用电镜-拉曼联用技术,在月壤样品含碳量相对较高的位置采集拉曼光谱,确认了其中石墨碳的结晶质量相对较高。
值得注意的是,月壤样品中存在碳的区域含有铁化合物,这与石墨烯的形成密切相关。通过多种表征技术的综合运用及测试结果的多方面严谨比对分析,最终探究并证实了月壤样品中检测到的石墨碳是少层石墨烯(2-7 层),并提出少层石墨烯和石墨碳的形成可能源于太阳风和月球早期的火山喷发共同诱导的矿物催化进程。相关研究为月球的地质活动和演变历史以及月球的环境特点提供了新见解,拓宽了人们对月壤复杂矿物组成的认知,也为月球的原位资源利用提供了重要信息及线索。据估计,星际碳总量中约1.9%是以石墨烯的形式存在,其形态和性质由特定的形成过程决定,因此天然石墨烯的组成和结构特征将为星体的地质演化和月球的原位资源利用提供重要的参考和信息。
截至2024年6月初,嫦娥五号月壤样品已完成向40家科研机构的114个科研团队发放258份77.7克月壤中的天然石墨烯对月球探测和研究具有多方面的重要意义,包括:提供新的月球演化线索:有助于深入了解月球的地质活动、演变历程及其环境特性。石墨烯的存在及其形成过程,可能反映了月球特定的地质和化学条件,为研究月球的形成和演化提供重要参考。助力月球原位资源利用:星际碳总量中约有1.9%是以石墨烯的形式存在,其形态和性质由特定的形成过程决定,因此它可以为月球的原位资源开发利用提供关键信息。比如未来在月球上建立科研站或基地时,可就地取材,利用石墨烯的优越性能。丰富对月壤成分的认知:拓宽了人们对月壤复杂矿物组成的认识,进一步揭示月壤的物质构成。