国家航天局发布消息称,吉林大学科研团队在对嫦娥六号月壤样品展开系统研究后,于国际上首次发现并证实了天然形成的单壁碳纳米管与石墨碳,这一发现为月球演化史的研究带来了关键线索。
科研人员发现,这些碳纳米管的形成或许与月球历史上多种因素协同作用下的铁催化过程紧密相连。月球曾历经微陨石撞击、火山活动以及太阳风辐照等极端环境,而在此过程中,铁元素可能发挥了催化作用,促使自然界在极端条件下合成了这些关键材料。
吉林大学生物与农业工程学院研究员李秀娟介绍,此次发现的石墨碳,其结构与日常使用的铅笔芯并无差异。但同时发现的天然形成的单壁碳纳米管,却是科学领域的首次发现。单壁碳纳米管是一种由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料,具备极高的强度,以及出色的导电和导热性能,被视为未来极具潜力的高性能材料。
中国科学院自然科学史研究所副研究员、化学博士孙亚飞表示,单壁碳纳米管的管壁仅由一层碳原子构成,从理论上讲,其强度可能超越现有工业使用的碳纳米管。此前,单壁碳纳米管从未在天然环境中被发现,即便在地球上,合成它也需要运用精密的制造工艺。
科研人员依据目前观察到的单壁碳纳米管的形状以及相关发现结果推测,其形成与铁催化过程密切相关。孙亚飞认为,这一认识将为地球上的材料科学研究提供新的启发。
科研团队通过对嫦娥六号月壤样品的系统分析,确认碳结构中存在“明显缺陷”。在材料科学领域,“缺陷”并非负面概念,而是对微观结构状态的客观描述。实验室精密合成的碳材料,同样会存在不同程度的结构缺陷,而这些缺陷恰恰记录了材料形成过程中所经历的环境和过程。
与嫦娥五号月壤样品相比,嫦娥六号月壤样品中的缺陷主要表现为碳的空点和缺位。研究团队推测,这可能与月球背面遭受更强烈的微陨石撞击历史有关。不过,李秀娟研究员也指出,目前的分析结果虽显示缺陷特征明显,但由于数据有限,这一结论仍属于推测。








