中国探测器在月球背面发现碳纳米管，原以为只能实验室制造

研究人员通过高分辨率电子显微镜，在月球样本中识别出超薄、稻草状的单壁碳纳米管。

吉林大学的研究团队在中国2024年嫦娥六号任务从月球背面带回的土壤样本中，识别出单壁碳纳米管。此前科学界认为，这类碳纳米管只能在高科技实验室中合成。这些仅单原子厚度的碳管结构复杂，过去被认为无法通过自然现象自发形成。

报道指出，这是自然界能够自主构建这类先进纳米结构的首个确凿证据。

未来应用前景

这项发现展示了未来的太空任务如何将当地土壤加工成先进材料，用于深空探索。研究人员在论文中指出："本研究首次通过多种光谱和显微技术，在嫦娥六号任务从月球背面采集的样本中同一位置观测到石墨碳的存在。"

严酷月球环境

单壁碳纳米管于20世纪90年代首次在实验室合成。在地球上制备这种材料需要真空室、精确温控以及镍或钴等特定金属催化剂。该材料兼具强度和导电性，是制造触摸屏、高效电池等先进技术的关键材料。

月球上的碳纳米管则源于剧烈自然过程：很可能是微陨石撞击产生的高温、火山活动及太阳风共同作用的结果。研究解释称："具体而言，在嫦娥六号月球样本中发现的单壁碳纳米管，是通过微陨石撞击以及早期火山活动与太阳风辐照下铁催化的过程形成的。"

太空原位资源利用

研究人员使用高分辨率显微镜，在月壤微小碎片中精确定位了单壁碳纳米管，它们尤其聚集在微陨石撞击痕迹周围。当高速撞击将太阳风和陨石中的碳蒸发后，这些气体急速冷却，局部的铁粒子作为催化剂促使碳原子结合成管状结构而非普通烟尘。

此前已知多层碳纳米管可在地球的煤炭、冰层和火灰中自然形成，但结构更简单却更精密的单壁碳纳米管长期被认为离不开人工干预。月球土壤中的发现证明，极端太空环境可以充当天然纳米加工厂，这或许为利用月球资源制造未来电子设备铺平了道路。

如果这些纳米管已存在于月球，未来的月球移民或许不必从地球携带昂贵的传感器或电池组件。研究人员写道："检测到的碳及其形成途径，阐明了月壤进一步的原位应用前景，为深空探索和月球资源利用奠定了基础。"

据报道，继该团队早前发现月球石墨烯后，本次单壁碳纳米管的发现进一步表明，月球表面的化学活动性远超此前认知。此外，观察自然界如何在严酷杂乱的环境中合成这些材料，或许能为工程师提供新思路，以开发更廉价的地球制备技术。

这项研究成果已发表于学术期刊《纳米快报》。

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