Une étude récente a découvert de fines couches de graphène dans le sol lunaire, suggérant que l'activité volcanique et les vents solaires pourraient contribuer à la création de ce matériau. Cette découverte pourrait conduire à des moyens plus rentables de produire du graphène sur Terre, ce qui aurait un impact significatif sur le développement des technologies et des matériaux. (Concept d'artiste.) Crédit : Issues.fr.com
Les scientifiques ont découvert un type unique de graphène dans le sol lunaire, ramené par la mission chinoise Chang'e 5.
Ce graphène, constitué de plusieurs fines couches, pourrait s'être formé il y a des milliards d'années en raison de l'activité volcanique et des effets des vents solaires sur la Lune. Cette découverte est passionnante car elle nous montre une nouvelle façon, peut-être moins coûteuse, de fabriquer du graphène sur Terre, ce qui pourrait révolutionner les technologies de l'électronique et de la science des matériaux.
Une étude récente, publiée dans la revue Revue nationale des sciencesa révélé l'existence de graphène à plusieurs couches formé naturellement, une substance composée d'atomes de carbone dans une structure spéciale en couches minces.
L'équipe, dirigée par les professeurs Meng Zou, Wei Zhang et l'ingénieur principal Xiujuan Li de l'Université de Jilin et Wencai Ren de l'Institut de recherche sur les métaux de l'Académie chinoise des sciences, a analysé un échantillon en forme d'olive de sol lunaire, d'environ 2,9 millimètres sur 1,6 mm, récupéré lors de la mission Chang'e 5 en 2020.
Formation de graphène dans le sol lunaire
Selon l’équipe, les scientifiques pensent généralement qu’environ 1,9 % du carbone interstellaire existe sous forme de graphène, dont la forme et la structure sont déterminées par le processus de sa formation.
À l’aide d’un spectromètre spécial, les chercheurs ont découvert un composé de fer étroitement lié à la formation de graphène dans une section riche en carbone de l’échantillon. Ils ont ensuite utilisé des technologies de microscopie et de cartographie avancées pour confirmer que la teneur en carbone de l’échantillon comprenait des « paillettes » contenant de deux à sept couches de graphène.
(a) Image de microscopie confocale à balayage laser et distribution de hauteur. (b) Image SEM d'électrons rétrodiffusés et (c) Spectres Raman correspondant à différentes zones. (d) Image TEM, image HAADF-STEM corrigée au Cs et spectres EELS Fe L-edge correspondants pour différentes zones. (e) Images HRTEM corrigées au Cs. (f) Image HAADF-STEM. (g) Cartes élémentaires EDS montrant les distributions spatiales des éléments. (h) Images HRTEM des régions correspondantes marquées en (f). Crédit : ©Science China Press
Les implications de la découverte du graphène
L'équipe a suggéré que le graphène à plusieurs couches pourrait s'être formé lors de l'activité volcanique au début de l'existence de la lune et avoir été catalysé par les vents solaires qui peuvent remuer le sol lunaire et les minéraux contenant du fer qui ont contribué à transformer la structure des atomes de carbone. Ils ont ajouté que les processus d'impact des météorites, qui créent des environnements à haute température et à haute pression, pourraient également avoir conduit à la formation du graphène.
Sur Terre, le graphène est en passe de devenir une star dans les sciences des matériaux en raison de ses caractéristiques particulières en optique, en électricité et en mécanique. L'équipe pense que son étude pourrait aider à développer des moyens de produire ce matériau à moindre coût et à étendre son utilisation.
Perspectives d'avenir de l'utilisation du graphène
« La formation de graphène naturel catalysée par des minéraux jette la lumière sur le développement de techniques de synthèse évolutives à faible coût de graphène de haute qualité », indique l’article. « Par conséquent, un nouveau programme d’exploration lunaire pourrait être promu et des percées à venir peuvent être attendues. »
