月の土壌から驚異の物質「グラフェン」が発見される

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　月の土壌サンプルから、六角形の格子構造をした超軽量で強靭なシート状物質、スーパーマテリアルとして知られる「グラフェン」が含まれていたことが判明した。

　吉林大学をはじめとする研究チームは、2020年に嫦娥5号が持ち帰ったサンプルを分析し、そこに月で自然に形成された薄層構造のグラフェンがあることを発見し、その結果を『National Science Review』（2024年6月17日付）で報告している。

　この発見は、月の歴史の解明を大きく進めると期待されるだけでなく、将来的に建設されるであろう月面基地に役立つ可能性があるという。

月の土壌からグラフェンを発見

　月の誕生ストーリーとしてもっとも有力な仮説は、「ジャイアント・インパクト説」だ。それによると、44億年前、地球に火星くらいの大きさの天体（テイアと呼ばれる）が衝突し、吹き飛ばされた塊が月になったのだという。

　この仮説は、かつてアポロ計画で持ち帰られた月の分析からも裏付けられており、ここから月の炭素は激減しているだろうと考えられるようになった。

　ところが最近では、この見解が正しいのかどうか疑わせるような証拠が発見されている。

　たとえば、月の全体の炭素イオン束を観察すると、きちんと炭素が存在するだろうことがうかがえるのだ。

　そして今回の発見もこの疑惑をさらに濃厚にする。

　2020年に嫦娥5号が持ち帰った月の土を分析したところ、炭素が豊富な部分と2～7層でなるグラフェン片が確認されたからだ。

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驚異のスーパーマテリアル「グラフェン」

　「グラフェン」とは、炭素原子がハチの巣のような六角形に並んだシート状の物質のことだ。

　原子1個分しかない極薄の物質でありながら、引っ張る力に対する強度が世界で一番強く、二枚重ねるだけでダイヤより強くなる。

　しかも世界一速く熱を伝えるというユニークな特徴がある。こうした優れた特徴のために、エレクトロニクス・エネルギー貯蔵・建築など、さまざまなものへの応用が期待される。

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グラフェンが月で発見された理由

　このスーパーマテリアルが月で作られるプロセスについては、いくつか考えられる。例えば、まだ月の地質が活発だった大昔、火山活動によって形成されたのかもしれない。

　太陽風が月の土（レゴリス）と鉄をふくんだ鉱物をかき混ぜ、炭素の原子構造の変化を後押ししたとも考えられる。

　さらに隕石の衝突も、高温・高圧を生じさせるため、火山と同じような環境を作り出した可能性がある。

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月面基地がグラフェンで作られる可能性も

　こうしたことは、月の化学成分や地質学的な出来事のほか、月の歴史について再考をうながすことになるかもしれない。

　だが科学的な興味を満たすだけでなく、産業界にとっても大きな意味があるかもしれない。エレクトロニクスや材料科学など、最先端の研究にも大きな影響を与えると期待されるからだ。

　月のグラフェンはいずれも、高温の触媒反応によるボトムアップの合成プロセスによって形成されたと考えられている。

　これを詳しく研究すれば、このスーパーマテリアルをもっと安価に作るヒントが得られるはずだ。

　さらに、NASAのアルテミス計画やESAのムーンビレッジ構想など、将来的なミッションで月面にインフラを構築する際にも有効活用できるかもしれないとのことだ。

　人類初となる本格的な月面基地にはグラフェンがふんだんに使われている、なんてこともあるかもしれない。

References:Researchers discover graphene flakes in lunar | EurekAlert! / China’s Lunar Samples Contain Graphene Flakes – Universe Today / written by hiroching / edited by / parumo

追記（2024/08/08）誤字を訂正して再送します。

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