月球土壤样本中发现天然石墨烯薄片

在中国嫦娥五号探测器采集的月球风化层样本中，行星科学家发现了与复杂矿物共同形成的少层石墨烯。这一发现为月球的起源提供了新的见解，支持了月球含碳的假说。

吉林大学张伟教授及其同事表示：“石墨烯以其新颖的物理现象和非凡的特性彻底改变了凝聚态物理和材料科学的研究。”

“它在行星和空间科学等广泛领域发挥着越来越重要的作用。”

“据估计，星际碳总量的约 1.9% 以石墨烯的形式存在，并且在碳质球粒陨石中已经发现了原太阳石墨烯。”

研究人员分析了嫦娥五号任务于 2020 年采集的橄榄形月球土壤样本，该样本长约 2.9 毫米，宽约 1.6 毫米。

他们利用一种特殊的光谱仪，在样品富含碳的部分发现了一种与石墨烯的形成密切相关的铁化合物。

随后，他们利用先进的显微镜和绘图技术，确认样品中的碳含量由具有两到七层石墨烯的“薄片”组成。

科学家提出，少层石墨烯可能是在月球存在早期的火山活动中形成的，并受到太阳风的催化，太阳风搅动月球土壤和含铁矿物质，有助于改变碳原子的结构。

陨石撞击产生的高温高压环境也可能导致石墨烯的形成。

作者说：“这是第一项通过检查月球土壤样本的微观结构和成分来验证其中存在天然少层石墨烯的研究。”

“我们的发现为月球的起源提供了新的见解，支持了月球含碳的假说。”

“此外，石墨烯的奇异特性高度依赖于结构和环境。”

“对天然石墨烯的进一步深入特性研究将为月球的地质演化提供更多信息。”

“反过来，矿物催化的天然石墨烯的形成为开发高质量石墨烯的低成本可扩展合成技术提供了启示。”

“因此，新的月球探索计划可能会得到推动，并且可以期待一些即将取得的突破。”

该研究结果发表在《国家科学评论》杂志上。