月壤中发现“天然”单壁碳纳米管，月球真的“天然”吗？

作者：洞拐 | 科工自媒体博主

1月20日国家航天局官网消息，吉林大学科研团队近日在嫦娥六号带回的月壤样品中，首次发现并确认了天然形成的单壁碳纳米管和石墨碳。目前该成果已发布在《纳米快报》（Nano Letters）上，题为《月球背面国际首次发现天然单壁碳纳米管与石墨碳》（Discovery of Naturally Occurring Single-Walled Carbon Nanotubes and Graphitic Carbon on the Far Side of the Moon）。

碳纳米管一直被认为是实验室的高科技产物，而单壁碳纳米管更是只有一层碳原子组成，被认为是高科技中的高科技。那这种高科技产品为什么会在月球上出现？月球真的“天然”吗？

虽然碳纳米管20世纪90年代才发现，但这种高科技产品在自然界确实存在，1969年撞击墨西哥的阿连德陨石中，后来就发现了碳纳米管。并且在地壳内部、火山喷口、森林大火中，也都发现过天然碳纳米管。

丁怡,盛雷梅.扭转单壁碳纳米管的第一性原理研究[J].物理学报,2023,72(19):259-266

但这次嫦娥六号月壤中发现的不是普通碳纳米管，而是单壁碳纳米管，这在自然界还是首次。单壁碳纳米管是仅有一层石墨烯片卷成的一维纳米空心管，结构高度规整、缺陷极少，即便在实验室也很难制取，精细程度可想而知。自然界诞生这么“不自然”的东西，听着确实有点儿意外。

根据国家航天局发布的消息，嫦娥六号月壤中的单壁碳纳米管，很可能与月球背面经历的强烈微陨石撞击有关。大致意思想必是，只要撞击规模足够大、撞击足够剧烈，偶然撞出点儿单壁碳纳米管也不足为奇。

但与其“阴谋论”地关注月球上的单壁碳纳米管是否“天然”，还不如关心单壁碳纳米管有什么用？单壁碳纳米管具有超高强度，是钢铁的100倍，但密度只有钢的六分之一，曾被认为是制造太空电梯缆绳的理想材料。另外它还要超强的导电、导热性，在电子领域也有非常大的用途。不过以上领域对单壁碳纳米管的品质要求都比较高，月球上的单壁碳纳米管估计达不到。并且目前还不知道月壤中单壁碳纳米管的含量，估计只有科研价值而没有实用价值。

月球这颗卫星从某些角度想一想，它的存在还真的非常神奇，像是为人类走出地球“新手村”设置的一个大礼包。月球上有很多人类无法想象的资源，虽然这个单壁碳纳米管的数量、用途还不明确，但月球上的氦3可是实打实的优质核聚变燃料。

根据彭先觉院士此前发表的观点，在地球上实现核聚变面临非常大的现实困难。当前主流核聚变反应都需要用到氚，而氚在地球上非常稀缺，需要依赖锂6来转化，而锂6在地球上同样稀缺。氦3是理想的核聚变燃料，不仅反应产物清洁，而且中子辐射极低，就是点火条件更为苛刻。更麻烦的，是地球上氦3资源非常少，所以这条路在地球上走不通。

按照我国规划，核聚变商业化基本要到2050年以后，而我国在2030年前就将载人登月，之后便会在月球展开建设。所以核聚变在地球可能只是做个技术积累，最终大展宏图还是要在太空中实现。而月球这个“外星球”，有太多地球上想象不到的资源，比如这次发现的单壁碳纳米管。谁又能保证，上面没有更诱人的好东西，所以一定要“先登先得”。加油干吧！

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