近日,吉林大(da)學鄒猛教(jiao)授、張偉教(jiao)授、李(li)秀娟正(zheng)高(gao)級工程師及(ji)中(zhong)國科學院金(jin)屬研(yan)究所任文才研(yan)究員(yuan)等,通過(guo)對嫦娥五(wu)號鉆采巖屑月壤(No. CE5Z0806YJYX004)的觀察分析,首次發(fa)現天然形成(cheng)的少層石墨(mo)烯。相關研(yan)究為月球(qiu)的地質活動和(he)演變歷史以及(ji)月球(qiu)的環境特點提供了新見解,拓寬(kuan)了人(ren)們(men)對月壤復雜礦(kuang)物組成(cheng)的認知,為月球(qiu)的原位資源利(li)用(yong)提供了重(zhong)要信(xin)息及(ji)線(xian)索。研(yan)究成(cheng)果以“Discovery of Natural Few-Layer Graphene on the Moon”為題(ti),于6月17日發(fa)表在National Science Review期刊上。

圖1 CE-5月壤樣品中天然石墨烯的先進(jin)電子顯微(wei)結構表征和譜學分析
過(guo)往報道指(zhi)出(chu),通過(guo)觀(guan)測月球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)全球(qiu)(qiu)(qiu)碳(tan)(tan)離子通量,科(ke)研人(ren)員認為(wei)(wei)月球(qiu)(qiu)(qiu)上(shang)存(cun)在原(yuan)生碳(tan)(tan),利用(yong)月球(qiu)(qiu)(qiu)樣品的(de)(de)(de)(de)表征研究來揭示(shi)原(yuan)生碳(tan)(tan)相的(de)(de)(de)(de)晶體結構(gou)是(shi)可(ke)行的(de)(de)(de)(de)。石(shi)墨烯(xi)以其(qi)新奇的(de)(de)(de)(de)物理現象和(he)(he)非凡的(de)(de)(de)(de)特(te)性,在包(bao)括行星(xing)和(he)(he)空間科(ke)學(xue)在內的(de)(de)(de)(de)廣泛領域發揮著(zhu)越來越重要的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。據(ju)估(gu)計,星(xing)際碳(tan)(tan)總量中約1.9%是(shi)以石(shi)墨烯(xi)的(de)(de)(de)(de)形式存(cun)在,其(qi)形態和(he)(he)性質由特(te)定的(de)(de)(de)(de)形成過(guo)程(cheng)決定,因(yin)此天然石(shi)墨烯(xi)的(de)(de)(de)(de)組成和(he)(he)結構(gou)特(te)征將(jiang)為(wei)(wei)星(xing)體的(de)(de)(de)(de)地質演化和(he)(he)月球(qiu)(qiu)(qiu)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)位資源利用(yong)提供重要的(de)(de)(de)(de)參考(kao)和(he)(he)信息。

圖2 少層(ceng)石墨烯在月(yue)球上可能形成過程
在該項研(yan)究(jiu)(jiu)中,科研(yan)團(tuan)隊采(cai)用(yong)(yong)電(dian)(dian)鏡—拉(la)曼聯用(yong)(yong)技術(shu)(shu),在月壤(rang)樣品含(han)碳(tan)(tan)量相對(dui)較高(gao)(gao)的(de)(de)位置采(cai)集了拉(la)曼光譜(pu),確認(ren)了月壤(rang)樣品中石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)碳(tan)(tan)的(de)(de)結(jie)晶質量相對(dui)較高(gao)(gao)。值得注意的(de)(de)是,月壤(rang)樣品中存在碳(tan)(tan)的(de)(de)區域含(han)有鐵化(hua)合物(wu),這與石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯的(de)(de)形成(cheng)密切(qie)相關。通過掃(sao)描電(dian)(dian)子顯微(wei)(wei)成(cheng)像(xiang)、透射電(dian)(dian)子顯微(wei)(wei)成(cheng)像(xiang)、冷凍條件下(xia)球(qiu)差電(dian)(dian)鏡的(de)(de)高(gao)(gao)角環形暗(an)場像(xiang)和(he)高(gao)(gao)分辨(bian)像(xiang)、能譜(pu)和(he)電(dian)(dian)子能量損失譜(pu)、飛行二次質譜(pu)等多(duo)種表(biao)征技術(shu)(shu)的(de)(de)綜(zong)合運用(yong)(yong)及測(ce)試結(jie)果的(de)(de)多(duo)方(fang)面嚴謹(jin)比對(dui)分析,探(tan)究(jiu)(jiu)并證實(shi)了月壤(rang)樣品中檢測(ce)到的(de)(de)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)碳(tan)(tan)是少層(ceng)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯(2—7層(ceng)),并提出(chu)少層(ceng)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)烯和(he)石(shi)(shi)(shi)墨(mo)(mo)碳(tan)(tan)的(de)(de)形成(cheng)可(ke)能源于太(tai)陽風和(he)月球(qiu)早(zao)期的(de)(de)火山噴(pen)發共同誘導的(de)(de)礦物(wu)催化(hua)進程。
吉林(lin)大(da)學(xue)(xue)(xue)材(cai)料科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)與(yu)(yu)工(gong)(gong)程學(xue)(xue)(xue)科(ke)(ke)張偉教授(shou)(shou)(shou)為本(ben)文第一作者(zhe),工(gong)(gong)程仿(fang)生教育部重點(dian)實(shi)驗室鄒猛教授(shou)(shou)(shou)、李秀娟正高級工(gong)(gong)程師及中(zhong)(zhong)國(guo)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)院金(jin)屬研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)沈陽材(cai)料科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)國(guo)家(jia)(jia)實(shi)驗室任文才研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)為本(ben)文的共(gong)同(tong)通(tong)訊作者(zhe)。吉林(lin)大(da)學(xue)(xue)(xue)電子顯微鏡中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)測試分析表征團隊,物理學(xue)(xue)(xue)院、超硬(ying)材(cai)料國(guo)家(jia)(jia)重點(dian)實(shi)驗室協同(tong)極端條件高壓科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)對該(gai)項研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)工(gong)(gong)作給(gei)予了大(da)力支(zhi)持。研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)成(cheng)果由中(zhong)(zhong)國(guo)科(ke)(ke)學(xue)(xue)(xue)院金(jin)屬研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)所(suo)(suo)馬(ma)來鵬研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan),吉林(lin)大(da)學(xue)(xue)(xue)張銳(rui)教授(shou)(shou)(shou)、李新陽副(fu)教授(shou)(shou)(shou)、鄭偉濤教授(shou)(shou)(shou)、周強教授(shou)(shou)(shou)、李芳(fang)菲教授(shou)(shou)(shou)、劉紅(hong)艷研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan),國(guo)家(jia)(jia)深空(kong)探測實(shi)驗室胡震宇研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan),探月與(yu)(yu)航天工(gong)(gong)程中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)柳(liu)驪研(yan)(yan)究(jiu)(jiu)員(yuan)等共(gong)同(tong)合作完成(cheng)。相關(guan)工(gong)(gong)作得到了國(guo)家(jia)(jia)探月中(zhong)(zhong)心(xin)(xin)的月壤樣品寶貴支(zhi)持和國(guo)家(jia)(jia)基金(jin)委面上項目(mu)資助。
文章鏈接://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwae211/7695326?searchresult=1
① 凡本(ben)(ben)站(zhan)注(zhu)明“稿(gao)(gao)件(jian)來源:中國教育在線(xian)”的所有文字、圖片和音視頻稿(gao)(gao)件(jian),版權均(jun)屬本(ben)(ben)網所有,任何媒體、網站(zhan)或個人未經本(ben)(ben)網協議授(shou)(shou)權不(bu)得(de)轉載(zai)、鏈接、轉貼或以(yi)其他方式(shi)復制發(fa)表。已經本(ben)(ben)站(zhan)協議授(shou)(shou)權的媒體、網站(zhan),在下載(zai)使用時必須注(zhu)明“稿(gao)(gao)件(jian)來源:中國教育在線(xian)”,違(wei)者本(ben)(ben)站(zhan)將依法追究(jiu)責(ze)任。
② 本(ben)站注明稿件來(lai)(lai)源(yuan)為其(qi)他媒體的(de)文/圖等稿件均為轉載稿,本(ben)站轉載出(chu)于(yu)非商(shang)業(ye)性的(de)教育和科研之(zhi)目的(de),并不意(yi)味著贊同其(qi)觀(guan)點或(huo)證實其(qi)內容的(de)真實性。如轉載稿涉及版權等問題,請作者在(zai)兩(liang)周(zhou)內速來(lai)(lai)電或(huo)來(lai)(lai)函聯系。




中國教育在線
