Чешуйки природного графена нашли в образцах лунного грунта

Малослойный графен, образовавшийся вместе со сложными минералами, обнаружили планетологи в образцах лунного реголита, собранных китайским зондом «Чанъэ-5».

«Графен произвел революцию в исследованиях физики конденсированного состояния и материаловедения благодаря своим новым и необычайным свойствам… Но он играет все более важную роль и в других областях, включая планетарную и космическую науку», говорит профессор Цзилиньского университета (Jilin University) Вэй Чжан (Wei Zhang).

По оценкам ученых, около 1,9% от общего количества межзвездного углерода находится в форме графена, а протосолнечный графен был обнаружен в углеродистых хондритовых метеоритах. Китайские исследователи проанализировали образец лунного грунта в виде оливку размером 2,9 мм на 1,6 мм, забранный с поверхности Луны миссией «Чанъэ-5» в 2020 году. Специальный спектрометр выявил в нем соединение железа, тесно связанное с графеном в богатой углеродом части образца. Микроскопия подтвердила присутствие в ней из чешуек, состоящих из нескольких - от двух до семи - слоев графена. Ученые предполагают, что малослойный графен мог образоваться в результате вулканической активности на ранних стадиях существования Луны, а «катализатором» этого процесса были солнечные ветры, которые могли перемешивать лунный грунт и железосодержащие минералы, способствуя преобразованию структуры, включающей атомы углерода. К образованию графена также могли привести удары метеоритов, которые создают среду с высокими температурой и давлением.

«Это первое исследование, подтвердившее существование природного графена с несколькими слоями в образцах лунного грунта путем изучения его микроструктуры и состава», заявили авторы исследования, которое опубликовано в журнале National Science Review.

Открытие расширяет представления о происхождении Луны и подтверждает гипотезу о том, что Луна содержит углерод, а экзотические свойства графена в значительной степени зависят от структуры и окружающей среды. По мнению китайских исследователей, катализируемое минералами образование естественного графена «открывает перспективу разработки недорогих масштабируемых методов синтеза для получения высококачественного графена».

«Поэтому может быть предложена новая программа исследования Луны и можно ожидать будущих прорывов», добавляют они. Больше информации о геологической эволюции Луны предоставит дальнейшее углубленное исследование свойств естественного графена.