中国科学家在从月球采集的土壤样本中发现了天然的少层石墨烯。 在从近240,000英里(384,400公里)外获取的月壤中,研究人员识别出这种非凡碳基材料中嵌入的微小薄片。这些样本是由中国的嫦娥五号任务带回地球的,该任务于2020年在月球着陆,并带回了约3.8磅(1.7千克)的月球材料以供详细研究。 石墨烯由单层碳原子以六角蜂窝状晶格排列而成。自2004年被分离以来,它被誉为“奇迹材料”或“超级材料”,具有卓越的特性:它是已知最强的物质之一,在电导率上优于铜,并在热传导方面表现出色。这些特性使其在电子学、能源存储(如先进电池)和高性能复合材料等应用中极具前景。 高分辨率成像和分析显示,样本中包含2到7层的石墨烯薄片。虽然早期阿波罗任务样本中出现了碳痕迹,但这标志着首次明确确认月球上自然存在的少层石墨烯,这意味着它在月球环境中可能比之前认为的更为常见。 这一发现引发了关于月球起源的有趣问题。主流的巨大撞击假说认为,月球大约在45亿年前由一颗与火星大小相当的原行星(忒伊亚)与早期地球碰撞后形成——这一灾难预计会蒸发并耗尽碳等挥发性元素。石墨烯的存在挑战了这一假说,暗示可能存在残留的本土碳化学,或通过陨石撞击、太阳风相互作用或其他机制的后期输送和处理。 科学家们提出,石墨烯可能是通过月球上自然的高温高压过程形成的,例如古代火山活动、微流星体轰击或冲击引起的加热——这与在地球上生产石墨烯所使用的受控化学气相沉积或机械剥离方法不同。 除了重写月球地质历史的某些方面外,这一发现还突显了极端的外星条件如何自发生成先进的纳米材料。一种在地球上制造效率高且成本高昂的物质,可能在月球表面自然形成,为未来的原位资源利用和受宇宙过程启发的新生产技术提供潜在的见解。