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嫦娥六號月壤樣品中首次發現天然單壁碳納米管與石墨碳

在微觀尺度上探尋月球的歷史(我身邊的最強大腦)

鄒 猛
2026年02月02日08:05 | 來源:人民網-人民日報
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  鄒猛近照,AI修飾生成素描畫

  我參與嫦娥型號探月任務已有20多年,主要研究方向是工程用模擬月壤研制。當我們拿到嫦娥六號帶回的月背月壤樣品的那一刻,“開心”已不足以描述當時的心情,我們的理想正在一步步實現。通過研究月壤,我們可以進行優化模擬,從而更好服務后續探月任務。

  有了對嫦娥五號月壤樣品研究的基礎,我們在申請嫦娥六號月壤樣品時,就已確定核心研究目標——系統解析月壤中碳的特殊納米結構。通過運用多種前沿顯微與分析技術,結合多尺度分析方案,我們直接捕捉到了典型中空管狀結構且管壁約0.5納米的清晰圖像與動態視頻証據,在國際上首次發現並確認了天然形成的單壁碳納米管和石墨碳。可以說,這一發現直接改寫了我們對月球的認知,証明月球表面存在能生成精細碳納米結構的高能環境。

  將月球正面樣品與月球背面樣品對比,我們還發現了月背樣品中的碳結構缺陷更多,這証明月表與月背在物質組成與演化過程上並不對稱,月背在歷史上可能經歷過更強烈的微隕石撞擊。

  發現的背后其實有挑戰。最關鍵的是,如何在透射電子顯微鏡下,既呈現出清晰的納米結構,又避免高能電子束對實驗樣品造成損傷。我們嘗試了多種辦法,最終決定雙管齊下:對儀器參數進行精細優化的同時,在樣品制備和觀測環節追求極致的效率,縮短觀測時間。

  新成果的誕生,是團隊協同攻堅、求實創新的結晶。團隊成員積累的理論研究基礎與樣品測試、嫻熟制樣及數據分析等專長,都是成果取得的關鍵支撐。讓我印象最深刻的,是在高分辨透射電鏡屏幕上,第一次清晰地看到那些天然形成的、結構完美的單壁碳納米管影像的瞬間。那時,一種強烈的震撼與感動涌上心頭:我們手中的月壤不僅記錄著月球的歷史,更藏有如此精妙絕倫的自然造物。

  嫦娥六號帶回的珍貴月壤,為基礎研究打開了新的窗口,而長期積累的基礎研究功底,使我們有能力在微觀層面捕捉並識別關鍵信息。深空探測與基礎研究相互支撐、同向發力,讓來自月球的科學問題得以被更深入地回答。

  (作者為嫦娥六號月壤樣品研究團隊負責人、吉林大學生物與農業工程學院教授,本報記者李君強採訪整理)

  《 人民日報 》( 2026年02月02日 19 版)

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(責編:邢鄭、吳昊)

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