Новые образцы лунного грунта, доставленные с невидимой стороны спутника, вновь удивили исследователей — китайские специалисты выявили в них вещество, ранее не встречавшееся в естественной среде. Речь идёт об однослойных углеродных нанотрубках — перспективном материале с исключительной прочностью, высокой теплопроводностью и электропроводностью. До настоящего момента такие нанотрубки удавалось создавать лишь искусственно, в лабораторных условиях. Их природное происхождение стало неожиданностью для научного сообщества.
Источник изображения: SCMP
Автоматическая станция «Чанъэ-6» (Chang'e-6) привезла эти образцы на Землю в июне 2024 года. После их предварительной обработки, завершённой около года назад, материалы стали доступны для исследований научными группами Китая. Ни одной другой стране до этого не удавалось достичь подобного успеха. Эта миссия ознаменовала прорыв, позволив впервые всесторонне изучить геологию обратной стороны Луны, что ранее было осуществимо только для её видимой части.
Согласно новому исследованию, в доставленных образцах были найдены предельно тонкие углеродные трубки, стенки которых состоят всего из одного атомного слоя. Их характеристики полностью соответствуют однослойным углеродным нанотрубкам — материалу, который до сих пор производился исключительно в искусственной среде, при строгом лабораторном контроле. Ранее в природе обнаруживались лишь многослойные версии подобных структур — в залежах угля, ледяных кернах и на местах лесных пожаров, поэтому данная находка ставит под вопрос некоторые устоявшиеся концепции в физике твёрдого тела и материаловедении.
Учёные выдвигают гипотезу, что образование этих наноструктур на Луне могло быть вызвано воздействием экстремальных условий. В качестве возможных факторов рассматриваются удары микрометеоритов, продолжительное влияние солнечного ветра, а также вулканические процессы в далёком прошлом. Углерод, попавший на лунную поверхность, вероятно, испарялся под влиянием высоких температур от этих явлений и, взаимодействуя с железом в реголите, преобразовывал свою молекулярную структуру, вплоть до формирования однослойных нанотрубок.
Интересно, что графен уже находили на видимой стороне Луны, однако нанотрубки обнаружены впервые. В отличие от Земли, на Луне нет атмосферы и активных геологических изменений, что позволяет таким структурам сохраняться практически в исходном состоянии на протяжении миллиардов лет.
Важность данного открытия не ограничивается лишь изучением лунных пород. Оно подтверждает, что сложные углеродные соединения способны формироваться в космосе естественным путём, без какого-либо технологического вмешательства. Это углубляет наши представления о том, как образуется вещество во Вселенной и может найти практическое применение в разработке инновационных материалов, а также в подготовке новых космических экспедиций и исследовании иных планетарных объектов.
