與富含水分和有機物的地球土壤不同，月球直接暴露在太陽輻射和微隕石轟擊之下，因此形成的月壤不含有機質，且極度缺水干燥。人們不禁好奇，天然石墨烯究竟是何來頭，未來又有哪些潛在應用？

從誕生之初，石墨烯材料就自帶光環，被譽為“改變世界的神奇材料”。2004年，英國曼徹斯特大學物理學家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃肖洛夫領導的研究小組，將石墨片粘在兩片特殊的膠帶之間，撕開膠帶，石墨片就被減薄，一分為二。如此反復操作，薄片越來越薄，最終他們在顯微鏡下發現了石墨烯。它的厚度只有0.34納米，一片1毫米厚的石墨片由近300萬層石墨烯堆垛組成。如果我們把石墨片當作一本書，其中的每一頁紙都可以被認為是石墨烯。

石墨烯被廣泛研究的重要原因，則是其具有非凡的導電性能和導熱性能、超出鋼鐵數十倍的強度和極佳的透光特性。石墨烯載流子遷移率是硅的10倍，有望用于制造超高比能動力電池和超高頻率芯片。石墨烯導熱性能優于碳納米管，有望成為電子產品的新一代導熱散熱材料。有人曾測算，一塊1平方米的石墨烯吊床足以承受一只4公斤重的貓，而該吊床的重量僅為0.77毫克，比貓的腮須還輕，肉眼根本看不到。作為一種可能替代硅基芯片的產品，由石墨烯材料制造的碳基芯片展現出迷人前景。

目前，石墨烯難以被大量制造，這是因為其工業制造方法需要在超過1000攝氏度的高溫下進行，且難以獲得高純度、大尺寸的石墨烯。相比之下，天然石墨烯的發現更顯珍貴。2023年，日本北海道大學的研究團隊首次在地球上發現了天然石墨烯。雖然這種石墨烯能夠在低于300攝氏度的條件下穩定存在，但該研究也指出天然石墨烯看起來是透明的，而不是通常呈現出的黑色，表明其結構中可能還含有其他元素。

此次月壤中發現的天然石墨烯的結晶質量較高，層數在2~7層，一些含鐵化合物也出現在該區域附近。基于這一特征，研究人員提出石墨烯的形成可能源于太陽風和月球早期的火山噴發共同誘導的礦物催化進程。

令人遺憾的是，目前發現的天然石墨烯只是通過各種手段確認了其結構組成，并沒有被挖掘其電性能和力學性能，因此我們無法區分天然石墨烯和人工合成石墨烯的差異。但天然石墨烯的發現擴展了我們對月球資源的認識邊界，意味著月球不僅僅是一個無生命的巖石球體，很可能存在對技術發展有重要價值的資源。可以想象，隨著更大規模的天然石墨烯被發掘，我們可以直接在月球上建立石墨烯產業基地，利用石墨烯快速輸送電子的特點，發展更薄、導電速度更快的新一代電池，也可以利用其極佳的透光特性，發展具有更高分辨率的屏幕。

（作者系上海市科普作家協會會員）

責任編輯：魏敏