Sono passati vent'anni da quando due scienziati dell'Università di Manchester (premiati nel 2010 con il Nobel per la fisica) scoprirono l'esistenza del grafene, un foglio di carbonio dello spessore di un atomo. Da allora abbiamo studiato a fondo le proprietà di questo supermateriale, scoprendo che l'1,9% del carbonio che si trova nel mezzo interstellare (ISM, il materiale rarefatto che si trova tra le stelle all'interno di una galassia) è probabilmente grafene. Ora uno studio pubblicato su National Science Review ha trovato il grafene anche sulla superficie lunare: questa scoperta ci obbliga a rivedere non solo quanto sappiamo sulla formazione della Luna, ma ci consente anche di pensare a nuovi metodi per produrre questo supermateriale sulla Terra.
L'origine della Luna di nuovo in discussione. Per decenni gli scienziati hanno ipotizzato che la Luna fosse nata circa 4,4 miliardi di anni fa dallo scontro tra la Terra e un antico pianeta grande come Marte chiamato Theia. Questa teoria, detta dell'"impatto gigante", è supportata dall'analisi delle rocce lunari riportate dagli astronauti dell'Apollo, povere di carbonio a causa dell'evaporazione causata dall'intenso calore generato dalla collisione tra i due pianeti; tuttavia studi recenti hanno messo in discussione queste convinzioni, osservando l'emissione di flussi di carbonio dalla superficie lunare.
In questo nuovo studio gli scienziati hanno condotto un'analisi spettroscopica su un campione lunare a forma di oliva (grande circa 3x1,6 mm) raccolto durante la missione cinese Chang'e 5 del 2020, trovando fiocchi di grafene spessi tra i due e i sette strati incorporati in zone ricche di carbonio.
Come si è formato? In qualche momento della storia lunare devono essersi dunque create delle condizioni ambientali di alta pressione e alta temperatura, necessarie affinché il carbonio si convertisse in grafene. Secondo il team di ricercatori il supermateriale potrebbe dunque essersi formato durante un periodo di attività vulcanica all'inizio della formazione del satellite, quando era ancora geologicamente attivo. Oppure potrebbe essere stato catalizzato dal sollevamento della regolite (ovvero l'insieme di sedimenti, polvere e frammenti di materiale che ricopre la superficie lunare) e dei suoi minerali ricchi di ferro causato dai venti solari. O, ancora, potrebbe essere ciò che resta di un impatto con un meteorite, che sappiamo che crea ambienti simili a quelli scatenati dall'attività vulcanica.
La comprensione del processo di formazione del grafene naturale, si legge nello studio, ci aiuta a capire in che modo potremmo sviluppare tecniche di sintesi scalabili a basso costo per ottenere grafene di alta qualità.
