A sonda chinesa Chang’e 5 aterrou na Lua em dezembro de 2020, recolheu uma amostra de regolito lunar e devolveu-a à Terra algumas semanas depois, marcando a primeira missão de recuperação lunar bem sucedida desde 1976. A amostra, agora analisada, continha uma surpresa: grafeno natural.
Um novo estudo, publicado na National Science Review, revela a existência de grafeno formado naturalmente nas amostras de solo lunar trazidas pela sonda chinesa Chang’e 5.
A análise, conduzida por investigadores do Instituto de Investigação de Metais da Academia Chinesa de Ciências, revelou ainda vestígios de água.
Com a forma de folhas bidimensionais de carbono com a espessura de um átomo, o grafeno é uma substância super-resistente, conhecida pelas suas impressionantes propriedades magnéticas e eletrónicas, e considerada um “material maravilha“.
Normalmente, é produzido em laboratório através da deposição de folhas finas de carbono em substratos — ou simplesmente retirando-as de pedaços de grafite com fita adesiva.
No entanto, foi também detetado grafeno natural no espaço interestelar, em meteoritos, em minas — e, agora, na Lua.
Segundo o Phys, os investigadores utilizaram a espetrometria Raman para analisar uma pequena amostra lunar devolvida pela Chang’e 5 com cerca de 2,9 x 1,6 mm.
A equipa identificou vários pontos com elevado teor de carbono, que parecia estar na forma de grafite. Como o grafeno é essencialmente constituído por folhas muitas finas de grafite, os cientistas verificaram a amostra usando uma ampliação maior. E, de facto, parte do carbono presente assumia a forma de grafeno.
Alguns eram constituídos por flocos com uma espessura entre 2 e 7 camadas, enquanto outros faziam parte de uma concha de carbono que envolvia outros minerais.
A sua presença nestas conchas sugere que o grafeno não foi simplesmente retirado da grafite, diz a equipa de investigadores. Em vez disso, provavelmente, formou-se através de outro processo — um que exigiu temperaturas elevadas.
Uma inspeção mais atenta revelou que os compostos de ferro estavam presentes apenas nas áreas com elevado teor de carbono, o que sugere que estes promovem a formação de grafite e grafeno.
Os autores do estudo sugerem que o grafeno pode ter-se formado por ação da atividade vulcânica nas fases iniciais da existência da lua, e ter sido catalisado por ventos solares que podem agitar o solo lunar e minerais contendo ferro que ajudaram a transformar a estrutura dos átomos de carbono.
Os processos de impacto dos meteoritos, que criam ambientes de alta temperatura e alta pressão, podem também ter conduzido à formação do grafeno, dizem os autores no seu estudo.
Na Terra, o grafeno está a tornar-se uma estrela nas ciências dos materiais devido às suas características especiais em ótica, eletricidade e mecânica. A equipa acredita que o seu estudo pode ajudar a desenvolver formas de produzir grafeno a baixo custo e expandir a sua utilização.
“A formação catalisada por minerais de grafeno natural lança luz sobre o desenvolvimento de técnicas de síntese escaláveis e de baixo custo de grafeno de alta qualidade”, diz o artigo.
“Portanto, um novo programa de exploração lunar pode ser promovido, e alguns avanços futuros podem ser esperados”, concluem os investigadores.
