Chińscy naukowcy znaleźli grafen na Księżycu: jak to zmieni misje kosmiczne.

Chińscy naukowcy odkryli wielowarstwowy grafen na Księżycu

Chińscy naukowcy odkryli w próbkach pyłu dostarczonych przez misję 'Chang'e-5' wielowarstwowy grafen — cienkie warstwy węgla o grubości od dwóch do dziesięciu atomów. To odkrycie może skorygować teorie dotyczące narodzin Księżyca i wpłynąć na plany przyszłego wykorzystania jego zasobów.

O tym pisze Earth.

Jak znalezisko zmienia wyobrażenia o narodzinach Księżyca

Misja zebrała prawie 1,7 kg gleby w rejonie Oceanus Procellarum. Po powrocie na Ziemię zespół pod kierownictwem Wei Zhanga z Uniwersytetu Jilin zbadał mikroskopijną cząstkę za pomocą bezkontaktowego spektrometru laserowego i uzyskał wyraźny 'odcisk' wielowarstwowego grafenu: wyraźne pasma G i 2D z ledwie dostrzegalnym pasmem D, co wskazuje na minimalne defekty. Pod mikroskopem elektronowym odkryto stosy z dwóch do siedmiu warstw, oddzielone o 0,35 nm, a obok — nanocząstki żelaza, które prawdopodobnie katalizowały formowanie węgla podczas krótkotrwałych podgrzewania.

Wcześniej aparat Kaguya zarejestrował wydostawanie się węgla z prawie całej powierzchni Księżyca, ale w próbkach 'Apollo' było niewiele węgla, więc Księżyc uważano za 'suchy'. Nowe dane potwierdzają hipotezę, że węgiel jednak przetrwał lub został dostarczony później. Wiatr słoneczny, który bombarduje bezatmosferny regolit protonami z prędkością około 400 km/s, mógł przenosić gazowy węgiel, osiadać na gorących cząstkach żelaza i tworzyć powłoki grafenowe, podczas gdy dodatkowe ciepło zapewniały stare erupcje bazaltowe.

Zastosowanie wielowarstwowego grafenu

Obecność węgla zmienia nie tylko naukowe debaty na temat gigantycznego uderzenia sprzed 4,51 miliarda lat, ale także obliczenia inżynieryjne. Instalacje tlenowe, które planowały zignorować węgiel, mogą teraz przekształcać go w plastiki lub gazy do systemów podtrzymywania życia. Sam grafen — niezwykle wytrzymały i dobry przewodnik — może wzmocnić osłony radiacyjne, filtry wody lub elektrody superkondensatorów w przyszłych bazach księżycowych.

Badacze zamierzają zmierzyć właściwości mechaniczne i termiczne naturalnych arkuszy w celu porównania ich z laboratoryjnymi odpowiednikami. Każdy nowy próbka zasilą dążenie do międzynarodowego programu powrotu próbek, co pomoże stworzyć trójwymiarowy 'obraz' rozkładu węgla na Księżycu.