В первых доставленные образцах грунта с обратной стороны Луны китайские ученые обнаружили материал, который ранее в природе не встречался. Речь идет об однослойных углеродных нанотрубках – материале будущего с выдающимися тепло- и электропроводящими свойствами, а также сверхпрочностью. До сих пор однослойные углеродные нанотрубки синтезировались исключительно в лабораториях. Найти их в природе никто не ожидал, пишет 3dnews.
Зонд "Чанъэ-6" (Chang'e-6) доставил образцы на Землю в июне 2024 года. После сортировки образцов примерно год назад они стали доступны для изучения научными коллективами в Китае. До этого ни одна страна в мире не смогла совершить этот научный подвиг. Это позволило буквально со всех сторон изучить геологию Луны, что раньше было возможно только для видимой стороны спутника.
Согласно новой работе, стало известно, что в образцах с обратной стороны Луны были обнаружены чрезвычайно тонкие углеродные трубки с толщиной стенок всего в один атом. По своим свойствам они соответствуют мономолекулярным углеродным нанотрубкам – материалу, который до этого удавалось получать только искусственно, в строго контролируемых лабораторных условиях. Ранее в природе находили лишь многослойные аналоги таких структур – в угольных отложениях, в кернах льда и на месте лесных пожарищ, поэтому новое открытие стало серьезным вызовом устоявшимся представлениям в материаловедении и физике твердого тела.
Ученые предполагают, что формирование таких наноструктур на Луне могло произойти под воздействием экстремальных факторов. Среди них называются микрометеоритные удары, длительное влияние солнечного ветра, а также древняя вулканическая активность. Доставленный на поверхность Луны углерод испарялся под воздействием жара от экстремальных явлений и взаимодействовал с железом в лунном грунте, перестраивая свою молекулярную структуру вплоть до превращения в однослойную углеродную нанотрубку.
Графен, кстати, уже обнаруживали на видимой стороне спутника, но с трубками такое произошло впервые. В отличие от Земли, на Луне отсутствуют атмосфера и активные геологические процессы, что позволяет сохранять подобные структуры практически в неизменном виде на протяжении миллиардов лет.
Значение открытия выходит за рамки лунной геологии. Оно доказывает, что сложные углеродные структуры могут возникать естественным образом в космической среде без участия высоких технологий. Это расширяет понимание процессов формирования материи во Вселенной и может иметь прикладное значение для будущих исследований новых материалов, а также для планирования дальнейших космических миссий и изучения других небесных тел.
Ранее сообщалось, что доставленный на Землю грунт с обратной стороны Луны удивил ученых необычным изотопным составом.