又是国际首次！吉大科研团队在月壤样品中发现天然单壁纳米碳管与石墨碳

寒冬腊月，吉林大地却因一则从吉林大学传来的重磅喜讯而“热血沸腾”——

生物与农业工程学院邹猛教授、电子显微镜中心张伟教授、生物与农业工程学院李秀娟研究员联合科研攻关，近日通过对嫦娥六号月壤样品的系统分析，在国际上首次发现并确认了天然形成的单壁纳米碳管和石墨碳，揭示了月球表面“高能物理-化学过程”的精细程度，印证了月球背面地质活动非常活跃，为研究月球演化史提供了关键数据。

单壁纳米碳管是由单层碳原子卷曲而成的中空管状纳米材料，直径通常为纳米级，具有极高的强度、优异的导电性与导热性，被认为是未来高性能材料、电子器件、能源存储等领域的关键基础材料；石墨碳是碳元素的一种晶体形态，由层层堆叠的碳原子平面构成，具有良好的导电性、润滑性与化学稳定性，广泛用于电极材料、润滑剂、复合材料等领域。此次两种材料的发现，暗示月球或其他天体表面可能自然存在更多高价值材料。

据李秀娟研究员介绍，本次研究综合运用多种显微与谱学技术，对嫦娥六号采集的月球背面样品进行了系统表征，首次明确识别出石墨碳，并追溯了其可能的形成与演化过程，也是在国际上首次证实了无需人工干预、天然形成的单壁纳米碳管的存在。研究表明，这些碳纳米管的形成可能与月球历史上微陨石撞击、火山活动及太阳风辐照等多因素协同作用下的铁催化过程密切相关，展现了自然界在极端条件下合成先进材料的能力。

“我们通过对比研究嫦娥六号月球背面样品与嫦娥五号月球正面样品，还发现嫦娥六号样品中的碳结构具有更明显的缺陷特征，这可能与月球背面经历的更强烈的微陨石撞击历史有关。”张伟教授表示，这一发现也揭示了月球正面与背面在物质组成与演化过程上存在新的不对称性，“总而言之，这项发现将我们对月球资源的认识从‘有什么元素’提升到了‘能自然形成什么高级材料’的新层次。”

值得注意的是，这并不是吉林大学这支科研团队在月壤样品研究领域的首次突破——2024年，团队通过对嫦娥五号钻采岩屑月壤的观察分析，发现了天然形成的少层石墨烯。这一突破性发现亦是国际首次！相关研究为月球的地质活动和演变历史以及月球的环境特点提供了新见解，拓宽了人们对月壤复杂矿物组成的认知，为月球的原位资源利用提供了重要信息及线索。

此次新成果的问世，标志着生物与农业工程学院在深空探测研究领域持续保持国际领先水平，更彰显了吉林大学在先进微尺度表征和航天科技交叉学科领域的深厚积淀与创新实力。“这些历史性发现的背后，是地面力学及仿生行走团队20余年如一日的坚守，更离不开两代院士的言传身教，大家始终以创新为己任，敢为人先，在探索的征程中勇攀高峰。”学院党委书记杨民表示，未来，团队将继续深耕月球科学研究，为解锁更多宇宙未知、推动我国航天事业进步提供更坚实的支撑。

来源：彩练新闻

作者：张鹤