Penemuan grafena alami di Bulan: Temuan baru dari misi Chang'e 5 Tiongkok

Chang'e 5 mendarat di Bulan pada Desember 2020, di mana ia mengambil sampel regolith Bulan dan mengembalikannya ke Bumi beberapa minggu kemudian, menandai misi pengambilan Bulan pertama yang berhasil sejak 1976. Analisis menemukan jejak air dan batuan Bulan termuda yang diketahui sejauh ini.

Sekarang, para peneliti di Institut Penelitian Logam Akademi Ilmu Pengetahuan Tiongkok telah membuat penemuan baru dalam sampel Bulan – grafena. Berbentuk lembaran karbon dua dimensi setebal satu atom, material ini telah menjadi berita utama selama bertahun-tahun berkat sifat elektronik dan mekanisnya yang bermanfaat.

Biasanya dibuat di laboratorium dengan mendepositkan lembaran karbon tipis ke substrat – atau hanya mengelupasnya dari gumpalan grafit menggunakan selotip, tetapi grafena alami telah terdeteksi di ruang antarbintang, meteorit, tambang, dan sekarang, di Bulan.

Dilansir dari New Atlas (8/8), para peneliti tersebut menggunakan spektrometri Raman untuk menganalisis sampel Bulan kecil yang dibawa kembali oleh Chang'e 5, berukuran sekitar 2,9 x 1,6 mm. Tim tersebut mengidentifikasi beberapa titik yang memiliki kandungan karbon tinggi, yang tampaknya berbentuk grafit. Karena grafena pada dasarnya hanyalah lembaran grafit yang sangat tipis, para ilmuwan memeriksa sampel tersebut menggunakan pembesaran yang lebih tinggi.

Dan benar saja, sebagian karbon yang ada berbentuk grafena. Sebagian terdiri dari serpihan setebal antara dua dan tujuh lapisan, sementara sebagian lagi merupakan bagian dari cangkang karbon yang mengelilingi mineral lain. Keberadaannya dalam cangkang ini menunjukkan bahwa grafena tidak hanya terkelupas dari grafit, kata tim tersebut – sebaliknya, kemungkinan besar terbentuk melalui proses lain, yang memerlukan suhu tinggi.

Pemeriksaan lebih dekat mengungkapkan bahwa senyawa besi hanya terdapat di area dengan kandungan karbon tinggi, yang menunjukkan bahwa senyawa ini mendorong pembentukan grafit dan grafena. Panas dari aktivitas vulkanik, yang terjadi selama tahun-tahun awal Bulan, dapat menjadi penyebabnya. Atau, mineral yang mengandung besi di tanah Bulan dapat menangkap karbon dari gas dalam angin matahari, dan mengkatalisisnya menjadi grafena dengan pelepasan plasma panas yang dapat dihasilkan di permukaan Bulan.

Meskipun sebenarnya tidak ada cukup grafena di sana untuk diambil dan digunakan oleh astronot masa depan, tim tersebut mengatakan bahwa mempelajari bagaimana benda itu dapat terbentuk secara alami dapat meningkatkan upaya buatan kita sendiri.

“Pembentukan grafena alami yang dikatalisis oleh mineral memberikan pencerahan tentang pengembangan teknik sintesis grafena berkualitas tinggi yang murah dan dapat diskalakan,” kata makalah tersebut. “Oleh karena itu, program eksplorasi Bulan baru dapat dipromosikan, dan diharapkan beberapa terobosan mendatang.”