Chinesische Wissenschaftler haben Graphen auf dem Mond gefunden: wie das die Weltraummissionen verändern wird.

Chinesische Wissenschaftler haben mehrschichtiges Graphen auf dem Mond entdeckt

Chinesische Forscher haben in den Staubproben, die die Mission 'Chang'e-5' zurückbrachte, mehrschichtiges Graphen – dünne Kohlenstoffschichten mit einer Dicke von zwei bis zehn Atomen – gefunden. Diese Entdeckung könnte Theorien über die Entstehung des Mondes korrigieren und die Pläne für die zukünftige Nutzung seiner Ressourcen beeinflussen.

Darüber berichtet Earth.

Wie die Entdeckung das Verständnis der Entstehung des Mondes verändert

Die Mission sammelte fast 1,7 kg Boden im Bereich des Oceanus Procellarum. Nach der Rückkehr zur Erde untersuchte das Team unter der Leitung von Wei Zhang von der Jilin-Universität ein Mikronpartikel mit einem kontaktlosen Laserspektrometer und erhielt einen klaren 'Fingerabdruck' des mehrschichtigen Graphens: ausgeprägte G- und 2D-Bänder mit einem kaum wahrnehmbaren D-Band, das auf minimale Defekte hinweist. Unter dem Elektronenmikroskop zeigten sich Stapel aus zwei bis sieben Schichten, die auf 0,35 nm getrennt waren, sowie nebenbei Nanopartikel aus Eisen, die wahrscheinlich die Bildung von Kohlenstoff während kurzfristiger Erwärmungen katalysierten.

Frühere Geräte wie Kaguya hatten den Kohlenstoffaustritt nahezu von der gesamten Mondoberfläche erfasst, aber in den 'Apollo'-Proben war nur wenig Kohlenstoff vorhanden, sodass der Mond als 'trocken' galt. Neue Daten stützen die Hypothese, dass Kohlenstoff entweder erhalten geblieben oder später zugeführt wurde. Der Sonnenwind, der die atmosphärenlose Regolith mit Protonen mit einer Geschwindigkeit von etwa 400 km/s bombardiert, könnte gasförmigen Kohlenstoff transportiert haben, der sich auf heißen eisenhaltigen Partikeln ablagert und Graphenhüllen aufbaut, während zusätzlich Wärme durch alte basaltische Eruptionen bereitgestellt wurde.

Anwendungen von mehrschichtigem Graphen

Die Anwesenheit von Kohlenstoff verändert nicht nur die wissenschaftlichen Kontroversen über den gigantischen Einschlag vor 4,51 Milliarden Jahren, sondern auch ingenieurtechnische Berechnungen. Sauerstoffanlagen, die Kohlenstoff ignorieren wollten, können ihn nun in Kunststoffe oder Gase für Lebensunterstützungssysteme umwandeln. Und das Graphen selbst – extrem stark und ein guter Leiter – könnte Strahlenschutzschilde, Wasserfilter oder Elektroden für Superkondensatoren in zukünftigen Mondbasen verstärken.

Forscher planen, die mechanischen und thermischen Eigenschaften natürlicher Blätter zu messen, um sie mit laborgezüchteten Analoga zu vergleichen. Jede neue Probe wird die Bestrebungen des internationalen Programms zur Rückführung von Proben unterstützen, das helfen wird, ein dreidimensionales 'Bild' der Kohlenstoffverteilung auf dem Mond zu erstellen.