我國科研人員在月壤樣本中發(fā)現天然石墨烯
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發(fā)布時(shí)間：2024-07-04
近日，吉林大學(xué)鄒猛教授、張偉教授、李秀娟正高級工程師及中國科學(xué)院金屬研究所任文才研究員等，通過(guò)對嫦娥五號鉆采巖屑月壤（No. CE5Z0806YJYX004）的觀(guān)察分析，首次發(fā)現天然形成的少層石墨烯。
相關(guān)研究為月球的地質(zhì)活動(dòng)和演變歷史以及月球的環(huán)境特點(diǎn)提供了新見(jiàn)解，拓寬了人們對月壤復雜礦物組成的認知，為月球的原位資源利用提供了重要信息及線(xiàn)索。
過(guò)往報道指出，通過(guò)觀(guān)測月球的全球碳離子通量，科研人員認為月球上存在原生碳，利用月球樣品的表征研究來(lái)揭示原生碳相的晶體結構是可行的。石墨烯以其新奇的物理現象和非凡的特性，在包括行星和空間科學(xué)在內的廣泛領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)越來(lái)越重要的作用。據估計，星際碳總量中約1.9%是以石墨烯的形式存在，其形態(tài)和性質(zhì)由特定的形成過(guò)程決定，因此天然石墨烯的組成和結構特征將為星體的地質(zhì)演化和月球的原位資源利用提供重要的參考和信息。
在該項研究中，科研團隊采用電鏡—拉曼聯(lián)用技術(shù)，在月壤樣品含碳量相對較高的位置采集了拉曼光譜，確認了月壤樣品中石墨碳的結晶質(zhì)量相對較高。值得注意的是，月壤樣品中存在碳的區域含有鐵化合物，這與石墨烯的形成密切相關(guān)。通過(guò)掃描電子顯微成像、透射電子顯微成像、冷凍條件下球差電鏡的高角環(huán)形暗場(chǎng)像和高分辨像、能譜和電子能量損失譜、飛行二次質(zhì)譜等多種表征技術(shù)的綜合運用及測試結果的多方面嚴謹比對分析，探究并證實(shí)了月壤樣品中檢測到的石墨碳是少層石墨烯（2—7層），并提出少層石墨烯和石墨碳的形成可能源于太陽(yáng)風(fēng)和月球早期的火山噴發(fā)共同誘導的礦物催化進(jìn)程。該研究成果以“Discovery of Natural Few-Layer Graphene on the Moon”為題，于6月17日發(fā)表在National Science Review期刊上。
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