Láng giềng Việt Nam phát hiện điều chưa từng thấy ở Mặt Trăng, gây chấn động giới khoa học

Các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện ống nano carbon siêu nhỏ, có thành chỉ dày đúng một nguyên tử, trên vùng tối của Mặt Trăng – loại vật liệu lâu nay được cho là chỉ có thể tạo ra bằng công nghệ kỹ thuật cao của con người.

Chúng được tìm thấy trong các mẫu đá do sứ mệnh Chang’e-6 của Trung Quốc thu thập vào năm 2024. Đây là tàu thăm dò đầu tiên hạ cánh xuống phía xa của Mặt Trăng và mang mẫu vật trở về Trái Đất.

Sử dụng kính hiển vi điện tử độ phân giải cao, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Cát Lâm (Trung Quốc) đã phát hiện các cấu trúc dạng ống, siêu mỏng như sợi rơm trong những mẫu vật của sứ mệnh.

Theo các nhà khoa học, những cấu trúc này nhiều khả năng được hình thành dưới điều kiện khắc nghiệt, do tác động đồng thời của vi thiên thạch, gió Mặt Trời và hoạt động núi lửa cổ đại trên Mặt Trăng.

Trước đây, các ống nano carbon đa lớp hình thành tự nhiên từng được tìm thấy trên Trái Đất – trong tro rừng cháy, lõi băng hay các mỏ than – nhưng giới khoa học vẫn tranh luận gay gắt về việc liệu các ống nano carbon đơn lớp có thể xuất hiện tự nhiên hay không.

Trong phòng thí nghiệm, việc sản xuất loại vật liệu này đòi hỏi kiểm soát nhiệt độ chính xác cùng các chất xúc tác. Tuy nhiên, phát hiện của nhóm nghiên cứu Trung Quốc đã chấm dứt cuộc tranh luận kéo dài nhiều năm.

Ống nano carbon đơn lớp là những ống rỗng có đường kính khoảng 1 nanomet, được tạo thành khi một lớp carbon dày một nguyên tử cuộn lại thành hình trụ liền mạch. Dù kích thước cực nhỏ, chúng có độ bền vượt trội, dẫn điện tốt và truyền nhiệt hiệu quả.

Trên Trái Đất, các ống nano nhiều lớp hình thành tự nhiên được cho là xuất hiện khi vật liệu giàu carbon bị nung nóng mạnh rồi nguội đi nhanh chóng, cho phép các nguyên tử sắp xếp lại cấu trúc. Ngược lại, cho đến nay vẫn chưa có bằng chứng trực tiếp được cộng đồng khoa học chấp nhận rộng rãi về việc ống nano carbon đơn lớp có thể hình thành tự nhiên.

Trong nghiên cứu lần này, nhóm Trung Quốc đã kết hợp nhiều kỹ thuật hiển vi và quang phổ tiên tiến để phân tích đất thu thập từ phía xa của Mặt Trăng. Khi quét các hạt đất còn nguyên vẹn, họ phát hiện tín hiệu rõ ràng của carbon dạng graphit, tập trung gần những vết va chạm li ti do vi thiên thạch để lại.

Ở bước tiếp theo, nhóm nghiên cứu phân tích các mảnh vật liệu cực nhỏ được cạo từ mẫu Chang’e-6 bằng kính hiển vi điện tử có độ phân giải cao hơn. Chính tại đây, họ phát hiện các ống nano carbon đơn lớp, mà phần lớn được cho là đã hình thành từ rất lâu.

Theo nhóm nghiên cứu, quá trình này diễn ra khi vô số thiên thạch nhỏ liên tục va vào bề mặt Mặt Trăng, tạo ra những đợt nhiệt cực cao trong thời gian ngắn. Carbon từ thiên thạch và gió Mặt Trời được giải phóng dưới dạng khí, trong khi các hạt sắt trong đất Mặt Trăng đóng vai trò chất xúc tác.

Khi vật liệu nguội đi nhanh chóng, một số nguyên tử carbon tái kết hợp thành các ống nano siêu nhỏ, thay vì tạo thành các tấm carbon phẳng hay muội than.

Dù không công bố số lượng cụ thể các ống nano carbon trong mẫu vật, nhóm nghiên cứu cho rằng việc hiểu rõ cách đất Mặt Trăng biến đổi dưới điều kiện khắc nghiệt có thể giúp định hướng những nỗ lực xử lý vật liệu phục vụ thám hiểm không gian trong tương lai.

Theo SCMP