國家航天局發布消息稱,吉林大學科研團隊在對嫦娥六號月壤樣品展開系統研究后,于國際上首次發現并證實了天然形成的單壁碳納米管與石墨碳,這一發現為月球演化史的研究帶來了關鍵線索。
科研人員發現,這些碳納米管的形成或許與月球歷史上多種因素協同作用下的鐵催化過程緊密相連。月球曾歷經微隕石撞擊、火山活動以及太陽風輻照等極端環境,而在此過程中,鐵元素可能發揮了催化作用,促使自然界在極端條件下合成了這些關鍵材料。
吉林大學生物與農業工程學院研究員李秀娟介紹,此次發現的石墨碳,其結構與日常使用的鉛筆芯并無差異。但同時發現的天然形成的單壁碳納米管,卻是科學領域的首次發現。單壁碳納米管是一種由單層碳原子卷曲而成的中空管狀納米材料,具備極高的強度,以及出色的導電和導熱性能,被視為未來極具潛力的高性能材料。
中國科學院自然科學史研究所副研究員、化學博士孫亞飛表示,單壁碳納米管的管壁僅由一層碳原子構成,從理論上講,其強度可能超越現有工業使用的碳納米管。此前,單壁碳納米管從未在天然環境中被發現,即便在地球上,合成它也需要運用精密的制造工藝。
科研人員依據目前觀察到的單壁碳納米管的形狀以及相關發現結果推測,其形成與鐵催化過程密切相關。孫亞飛認為,這一認識將為地球上的材料科學研究提供新的啟發。
科研團隊通過對嫦娥六號月壤樣品的系統分析,確認碳結構中存在“明顯缺陷”。在材料科學領域,“缺陷”并非負面概念,而是對微觀結構狀態的客觀描述。實驗室精密合成的碳材料,同樣會存在不同程度的結構缺陷,而這些缺陷恰恰記錄了材料形成過程中所經歷的環境和過程。
與嫦娥五號月壤樣品相比,嫦娥六號月壤樣品中的缺陷主要表現為碳的空點和缺位。研究團隊推測,這可能與月球背面遭受更強烈的微隕石撞擊歷史有關。不過,李秀娟研究員也指出,目前的分析結果雖顯示缺陷特征明顯,但由于數據有限,這一結論仍屬于推測。











