Científicos chinos identificaron grafeno natural en las muestras que trajo la sonda Chang’e 5 desde la Luna. Esta es la primera vez en la historia que se descubre este material, alótropo del carbono, en una muestra del satélite de la Tierra.

El grafeno es un material que surge a partir de la reorganización de átomos de carbono bajo la forma de una capa bidimensional de patrones hexagonales.

Para decirlo de una manera más sencilla, es carbón acomodado en láminas perfectas, desde el nivel molecular mismo. La estructura resultante de esta sólida unión es 200 veces más resistente que el acero, mientras que supera en ligereza al aluminio.

El aislamiento de dicho material a temperatura ambiente en 2004 fue realizado por André Geim y Konstantine Novoselov, y los hizo acreedores en 2010 al Premio Nobel de física. Por sus propiedades conductoras, elásticas y superresistentes, en ese momento fue llamado “el material del futuro”.

De acuerdo con la agencia de noticias Xinhua, las muestras lunares que llegaron a la Tierra en 2020 poseen carbono estructurado como grafeno, apilado en un par de capas.

Investigadores de la Universidad de Jilin, del Instituto de Investigación de Metales de la Academia de Ciencias de China y del Centro del Programa Espacial y de Exploración Lunar del país han trabajado juntos para confirmar la naturaleza de las moléculas de carbono. Los resultados, ya revisados por pares, se publicarán próximamente en la revista científica National Science Review.

Grafeno natural

El descubrimiento del grafeno en la Luna ocurrió de manera espontánea mientras se estudiaban las proporciones de carbono en las muestras. A través de la técnica de la espectroscopia Raman, se constató que las partículas del elemento no estaban organizadas como simple grafito (un precursor del grafeno).

En su lugar, tenían la calidad cristalina propia del elemento unido hexagonalmente. Para sumar más evidencia a sus hipótesis, implementaron una serie de técnicas de caracterización, como la microscopía electrónica de barrido, y las unieron con otras pruebas multidisciplinarias.

La estructura molecular bidimensional del grafeno se describió por primera vez hace casi 100 años. Durante décadas, se pensó que el material era inestable ante las fluctuaciones de la temperatura. Cualquier alteración haría que su delicada capa se descompusiera en el ambiente.

La victoria científica de 2004 radica en el método que permitió su aislamiento y replicación. Debido a la falta de muestras de “grafeno natural”, hasta ahora los científicos pensaban que el material solo es posible a partir de técnicas de laboratorio.

Sin embargo, la Luna tiene un escenario completamente distinto al de la Tierra. La superficie del planeta no solo está expuesta a altas temperaturas, sino que también recibe directamente radiación solar y golpes de meteoritos.

Además, en algún momento tuvo actividad volcánica importante. El satélite además es un terreno prácticamente inexplorado. Solo un puñado de países han conseguido posicionar sondas sobre el satélite. Mientras que, cuando se habla de recuperar rocas lunares, la lista se reduce prácticamente a dos países: Estados Unidos y China.

El encuentro fortuito con el grafeno en las muestras de la Luna ha forzado a los científicos chinos a formular una hipótesis sobre su origen: parece ser que su presencia se debe a una clase de catálisis mineral inducida por el viento solar y el magma del satélite.

También, han arrojado un nuevo cálculo sobre la posible cantidad de grafeno natural en el espacio. Solo el 1.9% del total del carbono molecular interestelar puede existir en forma de lámina bidimensional, afirman.

La sonda Chang’e 5 alunizó el 1 de diciembre de 2020. Fue la primera misión de China que supuso el envío de material lunar a la Tierra para ser estudiado en laboratorios.

Hasta entonces, las únicas rocas lunares en el planeta eran las que se trajeron durante el programa Apolo de la NASA, durante la década de 1960.