【ITBEAR】8月10日消息，中国科学家在嫦娥5号带回的月壤样本中取得了一项突破性发现：一种自然状态下形成的“奇异物质”——石墨烯。这种由碳原子构成的二维材料，凭借其卓越的物理特性，在电子学、能源存储、传感技术以及生物医学等多个领域均展现出巨大的应用潜力。然而，石墨烯通常只能通过人工合成的方式获得，因此在月球的自然环境中发现石墨烯，无疑为月球的起源增添了更多的神秘色彩。
关于月球的起源，科学界一直存在诸多争议。据ITBEAR了解，主流观点认为，月球是由大约45亿年前地球遭受一个火星大小的天体撞击后，产生的碎片凝聚而成。若此理论成立，月球的成分应与地球相似。然而，事实却显示月球上缺乏如碳这样的易挥发元素。科学家推测，这可能是撞击产生的高温导致大部分易挥发元素消散。阿波罗飞船带回的月球样本同位素构成与地球相似，这一发现进一步支持了大撞击假说。
然而，嫦娥5号月壤样本中的石墨烯发现，以及近期科学家发现月球能产生碳离子流，均表明月球实际上含有原生碳，这对大撞击假说构成了挑战。碳作为理解行星天体形成与演化的关键元素，其形态和结构能够反映天体的形成过程。特别是天然石墨烯，其单层碳原子的结构和成分，能够为科学家提供关于其母体地质演变的重要线索。
研究团队利用扫描电子显微镜和拉曼光谱等多种技术，在一颗橄榄状的月壤样本中发现了石墨烯。该样本长约2.9毫米，宽约1.6毫米。拉曼光谱技术通过分析分子键的振动模式，揭示了分子的结构和成分，而扫描电子显微镜则能创建高分辨率的物质表面影像，并测定元素成分。借助这些工具，科学家识别出了镶嵌在富碳月壤部分中的石墨烯片，这些石墨烯片由3至7层结构组成。
进一步的研究还发现，这些石墨烯片形成了一种壳状结构，包裹着一些复杂的化合物，这表明这些石墨烯片并非剥离而来，而是通过自下而上的合成过程形成。此外，样本中还发现了一种仅存在于含碳部分的含铁化合物，这表明月球上的含铁矿物，如橄榄石和辉石，可能在催化碳转化为石墨烯的过程中发挥了重要作用。转化所需的能量可能来源于火山活动、太阳风或陨石撞击，这些过程能够为转化提供所需的高温高压环境。
此项研究不仅拓宽了我们对月球成分和地质演变的认知，也为石墨烯的天然来源和应用研究开辟了新的方向。未来，随着对月球探索的深入，我们或许能够揭开更多关于月球起源和演化的秘密。
