Chinesische Wissenschaftler haben in Mondbodenproben, die von der Mondoberfläche gesammelt wurden, natürliches, mehrlagiges Graphen entdeckt. In dem aus einer Entfernung von fast 240.000 Meilen (384.400 km) zurückgeholten Regolith identifizierten die Forscher winzige eingekapselte Flakes dieses außergewöhnlichen kohlenstoffbasierten Materials. Die Proben wurden von Chinas Chang'e-5-Mission zur Erde zurückgebracht, die 2020 auf dem Mond landete und etwa 3,8 Pfund (1,7 kg) Mondmaterial für eine detaillierte Untersuchung mitbrachte. Graphen besteht aus einer einzelnen atomaren Schicht von Kohlenstoffatomen, die in einem hexagonalen Wabenmuster angeordnet sind. Seit seiner Isolierung im Jahr 2004 als "Wundermaterial" oder "Supermaterial" bekannt, verfügt es über außergewöhnliche Eigenschaften: Es gehört zu den stärksten bekannten Substanzen, übertrifft Kupfer in der elektrischen Leitfähigkeit und ist hervorragend in der Wärmeübertragung. Diese Eigenschaften machen es äußerst vielversprechend für Anwendungen in der Elektronik, Energiespeicherung (wie fortschrittliche Batterien) und Hochleistungsverbundstoffen. Hochauflösende Bildgebung und Analyse zeigten Graphenflakes, die aus 2 bis 7 Schichten innerhalb der Proben bestehen. Während Kohlenstoffspuren in früheren Apollo-Missionsproben auftraten, markiert dies die erste eindeutige Bestätigung von natürlich vorkommendem, mehrlagigem Graphen auf dem Mond, was darauf hindeutet, dass es in lunaren Umgebungen häufiger vorkommen könnte als bisher gedacht. Diese Entdeckung wirft interessante Fragen zu den Ursprüngen des Mondes auf. Die vorherrschende Hypothese des Riesenimpakts besagt, dass der Mond vor etwa 4,5 Milliarden Jahren aus Trümmern entstand, nachdem ein marsgroßer Protoplanet (Theia) mit der frühen Erde kollidierte – eine Katastrophe, die erwartet wurde, flüchtige Elemente wie Kohlenstoff zu verdampfen und zu erschöpfen. Das Vorhandensein von Graphen stellt dies in Frage, indem es entweder auf eine verbleibende indigene Kohlenstoffchemie oder auf eine spätere Lieferung und Verarbeitung durch Meteoritenimpakte, Sonnenwindinteraktionen oder andere Mechanismen hindeutet. Wissenschaftler schlagen vor, dass das Graphen wahrscheinlich durch natürliche Hochtemperatur- und Hochdruckprozesse auf dem Mond entstanden ist, wie alte vulkanische Aktivitäten, Mikrometeoritenbombardierung oder durch Impakt induzierte Erwärmung – anders als die kontrollierten chemischen Dampfabscheidungs- oder mechanischen Exfoliationsmethoden, die zur Herstellung auf der Erde verwendet werden. Über die Neuschreibung von Aspekten der lunaren geologischen Geschichte hinaus hebt die Entdeckung hervor, wie extreme extraterrestrische Bedingungen spontan fortschrittliche Nanomaterialien erzeugen können. Eine Substanz, deren Herstellung hier auf der Erde herausfordernd und kostspielig bleibt, könnte sich natürlich über die Mondoberfläche bilden und potenzielle Einblicke für zukünftige In-situ-Ressourcennutzung in der Weltraumforschung sowie neuartige Produktionstechniken bieten, die von kosmischen Prozessen inspiriert sind.