חומר פלא גרפן התגלה בדגימת אדמת הירח מתוך משימת הירח הסינית

מדענים גילו סוג ייחודי של גרפן באדמת הירח, שהוחזרה על ידי משימת צ'אנג'ה 5 של סין.

ייתכן שהגרפן הזה, המורכב מכמה שכבות דקות, נוצר לפני מיליארדי שנים עקב פעילות געשית והשפעות של רוחות שמש על הירח. התגלית הזו מרגשת כי היא מראה לנו דרך חדשה, אולי זולה יותר, לייצר גרפן על כדור הארץ, שיכולה לחולל מהפכה בטכנולוגיות במדעי האלקטרוניקה והחומרים.

מחקר שנערך לאחרונה, שפורסם בכתב העת סקירת המדע הלאומיחשף את קיומו של גרפן מועט-שכבתי שנוצר באופן טבעי, חומר המורכב מאטומי פחמן במבנה מיוחד ודק-שכבות.

הצוות, בראשות הפרופסורים מנג זו, ווי ג'אנג והמהנדס הבכיר Xiujuan Li מאוניברסיטת ג'ילין ו-Wencai Ren מהמכון לחקר מתכות של האקדמיה הסינית למדעים, ניתח דגימה בצורת זית של אדמת ירח, כ-2.9 מילימטר על 1.6 מ"מ, הוחזר ממשימת Chang'e 5 בשנת 2020.

היווצרות גרפן באדמת הירח

לפי הצוות, מדענים מאמינים בדרך כלל שכ-1.9 אחוז מהפחמן הבין-כוכבי קיים בצורה של גרפן, כאשר צורתו ומבנהו נקבעים על פי תהליך היווצרותו.

באמצעות ספקטרומטר מיוחד מצאו חוקרים תרכובת ברזל הקשורה קשר הדוק להיווצרות גרפן בקטע עשיר בפחמן של המדגם. לאחר מכן הם השתמשו בטכנולוגיות מיקרוסקופיות ומיפוי מתקדמות כדי לאשר שתכולת הפחמן במדגם מורכבת מ"פתיתים" שיש להם שתיים עד שבע שכבות של גרפן.

ההשלכות של גילוי גרפן

הצוות הציע שייתכן שהגרפן המעטה-שכבתי נוצר בפעילות געשית בשלבים המוקדמים של קיומו של הירח, וזרז על ידי רוחות שמש שיכולות לעורר אדמת ירח ומינרלים המכילים ברזל שעזרו לשנות את מבנה אטומי הפחמן. הם הוסיפו כי ייתכן שגם תהליכי פגיעה ממטאוריטים, היוצרים סביבות בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה, הובילו להיווצרות גרפן.

על כדור הארץ, הגרפן הופך לכוכב במדעי החומרים בשל תכונותיו המיוחדות באופטיקה, חשמל ומכניקה. הצוות מאמין שהמחקר שלהם יכול לעזור לפתח דרכים לייצר את החומר בזול ולהרחיב את השימוש בו.

סיכויים עתידיים של ניצול גרפן

"ההיווצרות המזרזת של גרפן טבעי שופכת אור על פיתוח טכניקות סינתזה בעלות נמוכה של גרפן באיכות גבוהה", נכתב בעיתון. "לכן, ייתכן שתקודם תוכנית חדשה לחקר הירח, וניתן לצפות לכמה פריצות דרך צפויות".