國家航天局說話不含糊,吉林大學團隊把嫦娥六號帶回的月壤一通系統分析,結果呢,居然在樣品里找到了天然形成的單壁碳納米管,還看到了石墨碳,這一條是國際首次,直接給月球演化史丟下一把新鑰匙
石墨碳好理解,跟鉛筆芯差不多,層層疊疊的碳,日常見過,不稀奇,真正讓人眼睛一亮,是天然單壁碳納米管,單層碳原子卷起來,變成一個中空細管,像極小的吸管,強度高,導電快,導熱也猛,被不少人看作未來的高性能材料
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問題來了,月球怎么自己長出納米管?地球上合成這玩意兒,得上精密工藝,控溫控壓控氣氛,一個環節掉鏈子,管就長歪了,天然環境里此前沒見過,這次月壤里冒出來,是巧合嗎
團隊給出推測,可能不是單一成因,更像多重因素合力,微隕石撞擊,火山活動,太陽風輻照一起上,鐵元素參與催化,場子架起,碳原子就有機會卷成管,中國科學院的孫亞飛也提醒,這個認識不只對月球有意義,對地球上的材料研究也能點燈
這次樣品來自嫦娥六號帶回的月壤,團隊系統做掃描、成分測、形貌看、結構定、對比舊樣、連同缺陷統計、再和月球環境模型對照、最后把線索拼起來,單壁管的形態特征指向鐵催化的可能性,路徑清晰一截,但還需要更多數據把細節補齊
單壁,顧名思義,就一層管壁,理論上強度更高,跟工業上常見的多壁管比,更輕、更硬、更干凈,想象一下,同樣重量的材料,抗拉再往上頂一截,導電導熱也更順,能做什么?有人會想到航天復合材,芯片互聯,超輕電纜,這些場景都在名單上
再看另一個點,缺陷,聽著像問題,其實是記錄,材料學里,缺陷就是微觀結構的那些空位、錯位、斷裂,形成過程中留下的腳印,實驗室做的碳材料也不可能無瑕,這次團隊在月壤碳結構里看到明顯缺陷,信息量不小
對比嫦娥五號的樣品,六號的缺陷更偏向空點和缺位,怎么理解?有報道說,月球背面歷史上的微隕石更猛,撞得勤,能量也高,碳骨架就更容易打出空洞,這一條挺像線索,不過李秀娟也說了,現在數據還不夠,結論還是推測,先別跑太快
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月球會不會就是一個天然材料工廠?太陽風天天吹,微隕石隔三差五砸,火山曾經噴,溫度壓力場變化大,鐵在那兒做催化,這些條件在地球上難搭齊,納米管自發生長也就有了舞臺,這么想,合理嗎
如果這樣的天然單壁管能穩定找到,尺寸能控,缺陷能讀懂,應用會不會更近?或者說,我們能不能把月球上的生成路線,翻成地球實驗室的工藝流程,少走彎路,少燒錢
材料背后是故事,缺陷就是故事的語法,哪里受過撞擊,受過輻照,受過熱,結構里都會寫下來,讀懂了缺陷,月球演化這本書,就能翻得更順
這事還有一個現實意義,天然形成,意味著自然條件在極端環境下也能合成關鍵材料,這條線一旦跑通,野外制備,就不再只是幻想,太空制造,也不再是科幻的畫面
不過,激動歸激動,穩著來,樣品有限,統計還在跑,生成機理也需要更多證據,鐵催化是不是主角,次要因素誰排位靠前,還要慢慢拆
接著會有新進展嗎,更多樣品會不會帶出更多管,背面和正面差別到底多大,下一次返回能不能帶回更完整的證據,這些問題,都值得等一等看一看
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