Çin’in Ay’ın uzak yüzüne gönderdiği Chang’e-6 misyonu, tabiatta oluştuğu bugüne kadar doğrulanamayan bir yapının birinci net ispatını ortaya çıkardı. Misyon kapsamında Dünya’ya getirilen kaya ve toprak örneklerinde sırf tek atom kalınlığında olan karbon nanotüpler tespit edildi. Bu keşif, şimdiye dek sırf ileri mühendislik teknikleriyle laboratuvar ortamında üretilebildiği düşünülen bir gerecin, doğal süreçlerle de oluşabildiğini gösteriyor.

İlk defa doğal ortamda bulundu

Chang’e-6, 2024 yılında Ay’ın uzak yüzüne iniş yapan ve buradan örnek getirerek Dünya’ya dönen birinci misyon olarak kayıtlara geçmişti. Misyondan elde edilen numuneleri inceleyen Jilin Üniversitesi’nden araştırma takımı, yüksek çözünürlüklü elektron mikroskopları kullanarak pipeti andıran ve son derece ince yapıya sahip bu nanotüpleri tespit etti.

Araştırmacılara nazaran kelam konusu yapılar mikrometeorit çarpmaları, Güneş rüzgarına uzun vadeli maruziyet ve antik volkanik faaliyetlerin birlikte yarattığı çok şartlar altında oluştu.

Daha evvel Dünya’da, orman yangınları ya da buz çekirdekleri üzere doğal olaylar sonucunda oluşmuş çok katmanlı karbon nanotüpler bulunmuştu. Lakin tek katmanlı karbon nanotüplerin tabiatta oluşup oluşamayacağı bilim dünyasında uzun yıllar tartışma konusu olmuştu. Zira laboratuvar ortamında bu yapıların üretimi için son derece hassas sıcaklık denetimi ve demir ile nikel üzere metal katalizörler gerekiyor.

Aşırı şartlarda oluştuğu düşünülüyor

Araştırma kapsamında takım, Ay’ın uzak yüzünden toplanan toprakları hem bütün halde hem de mikroskobik kesimler halinde inceledi. Daha sonra örneklerden kazınan son derece küçük kesimler, daha yüksek çözünürlüklü elektron mikroskoplarıyla tahlil edildi. Tek katmanlı karbon nanotüpler, temel olarak bu ultra küçük modüllerde tespit edildi ve büyük kısmının çok eski devirlerde oluştuğu değerlendirildi.

Bilim insanları, sayısız küçük göktaşının Ay yüzeyine çarpmasıyla ortaya çıkan ani ısı artışlarının meteorlarla ve Güneş rüzgarıyla taşınan karbonu gaz haline getirdiğini belirtiyor. Bu sırada Ay toprağındaki demir parçacıkları katalizör misyonu görürken süratli soğuma sürecinde kimi karbon atomlarının düz katmanlar ya da is yerine içi boş nanotüp yapıları oluşturacak halde yine düzenlendiği düşünülüyor.

Araştırmacılar, Chang’e-5 vazifesi sırasında Ay’ın yakın yüzünden alınan örneklerde grafen keşfetmişti. Yeni bulgularla birlikte bu iki keşfin, karbon bilimi alanında bir paradigma değişimine yol açabileceği söz ediliyor. Takım, bu durumun dokunmatik ekranlardan sensörlere, bataryalardan ileri elektronik sistemlere kadar pek çok alanda yeni kuşak gereçlerin geliştirilmesine kapı aralayabileceğini belirtiyor.

Numunelerde kaç adet karbon nanotüp bulunduğuna dair net bir sayı paylaşılmasa da, bilim insanları Ay toprağının çok şartlar altında nasıl dönüştüğünü anlamanın, gelecekte uzay keşfi ve Ay kaynaklarının yerinde kullanımı açısından kritik ehemmiyet taşıdığını vurguluyor.

Araştırma, Nano Letters mecmuasında “Discovery of Naturally Occurring Single-Walled Carbon Nanotubes and Graphitic Carbon on the Far Side of the Moon” başlığıyla yayınlandı.