原標題:國際首次!吉大團隊月壤研究獲重大突破 發現天然單壁納米碳管與石墨碳
寒冬臘月,吉林大地卻因一則從吉林大學傳來的重磅喜訊而“熱血沸騰”——生物與農業工程學院鄒猛教授、電子顯微鏡中心張偉教授、生物與農業工程學院李秀娟研究員聯合科研攻關,近日通過對嫦娥六號月壤樣品的系統分析,在國際上首次發現並確認了天然形成的單壁納米碳管和石墨碳,揭示了月球表面“高能物理-化學過程”的精細程度,印證了月球背面地質活動非常活躍,為研究月球演化史提供了關鍵數據。
單壁納米碳管是由單層碳原子捲曲而成的中空管狀納米材料,直徑通常為納米級,具有極高的強度、優異的導電性與導熱性,被認為是未來高性能材料、電子器件、能源存儲等領域的關鍵基礎材料;石墨碳是碳元素的一種晶體形態,由層層堆疊的碳原子平面構成,具有良好的導電性、潤滑性與化學穩定性,廣泛用於電極材料、潤滑劑、複合材料等領域。此次兩種材料的發現,暗示月球或其他天體表面可能自然存在更多高價值材料。
李秀娟介紹,本次研究綜合運用多種顯微與譜學技術,對嫦娥六號採集的月球背面樣品進行了系統表徵,首次明確識別出石墨碳,並追溯了其可能的形成與演化過程,也是在國際上首次證實了無需人工干預、天然形成的單壁納米碳管的存在。研究表明,這些碳納米管的形成可能與月球歷史上微隕石撞擊、火山活動及太陽風輻照等多因素協同作用下的鐵催化過程密切相關,展現了自然界在極端條件下合成先進材料的能力。
“我們通過對比研究嫦娥六號月球背面樣品與嫦娥五號月球正面樣品,還發現嫦娥六號樣品中的碳結構具有更明顯的缺陷特徵,這可能與月球背面經歷的更強烈的微隕石撞擊歷史有關。”張偉表示,這一發現也揭示了月球正面與背面在物質組成與演化過程上存在新的不對稱性,“這項發現將我們對月球資源的認識從‘有什麼元素’提升到‘能自然形成什麼高級材料’的新層次。”
這並不是吉林大學這支科研團隊在月壤樣品研究領域的首次突破——2024年,團隊通過對嫦娥五號鑽採岩屑月壤的觀察分析,發現了天然形成的少層石墨烯,這一突破性發現亦是國際首次!此次新成果的問世,標誌著生物與農業工程學院在深空探測研究領域持續保持國際領先水準,更彰顯了吉林大學在先進微尺度表徵和航天科技交叉學科領域的深厚積澱與創新實力。學院黨委書記楊民表示,團隊將繼續深耕月球科學研究,為解鎖更多宇宙未知、推動我國航天事業進步提供更堅實的支撐。(記者 張鶴)
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