Descubren grafeno, un material maravilloso, en la Luna: Heaven32

En 2004, científicos de la Universidad de Manchester aislaron e investigaron por primera vez el grafeno, el supermaterial compuesto de átomos de carbono de una sola capa dispuestos en una red hexagonal de panal.

Desde entonces, se ha convertido en una maravilla, con propiedades que lo hacen extremadamente útil en numerosas aplicaciones. Entre los científicos, se cree generalmente que alrededor del 1,9% del carbono en el medio interestelar (ISM) existe en forma de grafeno, con su forma y estructura determinadas por el proceso de su formación.

Resulta que podría haber mucho de este supermaterial en la superficie de la Luna. estudio recienteInvestigadores de la Academia China de Ciencias (CAS) revelaron grafeno formado naturalmente y dispuesto en una estructura especial de capas delgadas en la Luna.

Estos hallazgos podrían tener implicaciones drásticas para nuestra comprensión de cómo se formó la Luna y conducir a nuevos métodos para la fabricación de grafeno, con aplicaciones que van desde la electrónica, el almacenamiento de energía, la construcción y los supermateriales.

También podrían resultar útiles para futuras misiones que crearán infraestructura permanente en la superficie lunar.

El equipo estuvo dirigido por los profesores Wei Zhang y Meng Zou de la Laboratorio Clave de Ingeniería Biónica

A ellos se unieron colegas de varios países. Laboratorios clave En la Universidad de Jilin, el CAS-ISM, el Laboratorio de exploración del espacio profundoy el Centro de Exploración Lunar e Ingeniería Espacial. El artículo que describe sus hallazgos apareció en el Revista Nacional de Ciencias.

Durante décadas, los científicos han especulado que el sistema Tierra-Luna se formó a partir de una colisión masiva: la Hipótesis del impacto gigante – entre un cuerpo del tamaño de Marte (Theia) y la Tierra hace aproximadamente 4.400 millones de años.

Esta teoría está respaldada por los análisis de las rocas lunares que trajeron los astronautas de la misión Apolo, que llevaron a la idea de una falta de carbono. Sin embargo, hallazgos recientes han llegado a cuestionar este consenso basándose en la observación de flujos globales de iones de carbono en la Luna, que sugieren la presencia de carbono autóctono.

Estas observaciones son consistentes con el análisis de una de las muestras del Apolo 17 que mostró la presencia de grafito. Para su estudio, el equipo realizó un análisis espectroscópico de una muestra de suelo lunar con forma de oliva (de unos 2,9 mm por 1,6 mm) recuperada por la misión Chang’e 5 en 2020.

Esta fue la tercera misión robótica de China en llegar a la superficie lunar y la primera muestra que trajo de regreso desde la Luna. A partir de los espectros que obtuvieron, encontraron un compuesto de hierro en una sección rica en carbono de la muestra que está estrechamente relacionado con la formación de grafeno.

Tras un análisis más profundo utilizando tecnologías avanzadas de microscopio y mapeo, confirmaron que el carbono en la muestra eran copos de grafeno de dos a siete capas de espesor.

En términos de cómo llegó allí, el equipo propuso que el grafeno puede haberse formado durante un período de actividad volcánica temprana en la historia de la Luna, cuando todavía era geológicamente activa.

Además, plantean la hipótesis de que el grafeno fue catalizado por los vientos solares que levantaron el regolito lunar y sus minerales que contienen hierro, lo que podría haber ayudado a transformar la estructura atómica del carbono.

También permiten la posibilidad de impactos de meteoritos, que también se sabe que crean entornos de alta temperatura y alta presión similares a la actividad volcánica. Como afirman en su artículo:

“El grafeno se encuentra incrustado en láminas individuales o formado como parte de una capa de carbono que encierra las partículas minerales. Nuestro resultado revela una estructura típica del carbono autóctono de la Luna y se ha propuesto su mecanismo de formación. Este hallazgo puede reinventar la comprensión de los componentes químicos, los episodios geográficos y la historia de la Luna”.

Estos hallazgos también podrían tener un tremendo impacto en la investigación aquí en la Tierra, donde se está investigando el grafeno para aplicaciones que van desde la electrónica y la mecánica hasta la ciencia de los materiales.

Según indican en su estudio, este estudio podría conducir a nuevos métodos para producir el material de forma económica y ofrecer oportunidades adicionales para la exploración lunar:

“La identificación del grafeno en la estructura núcleo-capa sugiere un proceso de síntesis de abajo a arriba en lugar de exfoliación, que generalmente implica una reacción catalítica a alta temperatura. Por lo tanto, se propone aquí un mecanismo de formación de grafeno de pocas capas y carbono grafítico…

“A su vez, la formación de grafeno natural catalizada por minerales arroja luz sobre el desarrollo de técnicas de síntesis escalables y de bajo coste para grafeno de alta calidad. Por lo tanto, se puede promover un nuevo programa de exploración lunar y se pueden esperar algunos avances futuros”.

Estos hallazgos también podrían resultar útiles para futuras misiones que conduzcan al desarrollo de infraestructura permanente en la superficie lunar, entre ellas la misión de la NASA Programa Artemisaque tiene como objetivo crear un “programa sostenido de exploración y desarrollo lunar”.

También está la ESA. Aldea de la Luna iniciativa y el plan de China y Rusia para una Estación Internacional de Investigación Lunar (ILRS). Además de la exploración y la investigación científica, estos programas podrían realizar experimentos sobre las propiedades y usos del grafeno, lo que podría incluir la fabricación de hábitats lunares.

Este artículo fue publicado originalmente por El universo hoy. Leer el artículo original.