内含纳米颗粒

澳大利亚土壤科学家马利克·扎比克利用同步加速器纳米x光断层扫描来研究土壤样本

月球土壤的显微照片显示，纳米颗粒中的气泡清晰可见。这些气泡赋予月球土壤奇怪的特性

戴3D眼镜时月球土壤中纳米粒子的3D图像

没有3D眼镜的图像显示了岩石中的玻璃状颗粒。在同步加速器纳米X射线断层扫描的帮助下，澳大利亚土壤科学家马利克·扎比克研究了月球土壤样品，最终揭示了月球土壤某些奇怪特征背后的力学原理。纳米X射线断层扫描使用透射X射线显微镜来研究纳米材料，并且可以拍摄纳米粒子的三维图像。1969年，阿波罗11号宇航员登上月球。他们在月球的尘埃层中发现了奇怪的现象。在漫长的变化岁月中，除了偶尔的陨石撞击，月球尘埃完全不受干扰。受到干扰时，月尘会表现出奇怪的行为。月球尘埃可以悬浮在地球表面，悬浮时间不能用月球的弱引力来解释。它们也是高粘性的，可以像附着在地球表面一样附着在宇航服和设备上。此外，月球尘埃也具有耐热性。在阳光直射下，月球表面的温度接近水的沸点，但在地下几英尺处，温度低于水的冰点。长期以来，科学家们未能完全揭示这些独特的特征，背后的秘密。为了解开这个谜团，澳大利亚昆士兰科技大学科学与工程学院的土壤科学家马利克·扎比克博士前往*，用纳米显微镜研究月球土壤。在太空竞赛时代，科学家还没有发明这项技术。Zabik说，科学家们长期以来一直在研究月球土壤(浮石)的奇怪特性，但是在土壤中发现的纳米和亚微米粒子并没有引起他们的注意，这些粒子的来源也没有得到研究。这些粒子存在于玻璃泡中，是陨石撞击的产物。扎比克把土壤样本带到了*，并使用一种新技术来研究它们，而不破坏玻璃泡来了解里面的粒子。这项新技术被称为“同步加速器纳米x射线断层扫描”，用于研究纳米材料。纳米x光断层摄影使用透射x光显微镜来捕捉纳米粒子的三维图像。扎比克说:“这项研究的发现让我们大吃一惊。我们认为我们会在玻璃泡中发现气体或蒸汽，就像地球上的玻璃泡一样，在月亮玻璃泡中有一个高度渗透的网络，这个网络由奇怪的玻璃状粒子组成。玻璃泡中的纳米粒子似乎是由陨石撞击月球表面时形成的熔岩组成的。被陨石撞击后，玻璃泡被破坏，释放出里面的纳米粒子。月球表面的岩石也在撞击中被破坏，并与纳米颗粒混合形成独特的月球土壤。Zabik指出，纳米粒子的行为遵循与普通物理完全不同的量子物理原理。因此，含有纳米粒子的材料会表现出奇怪的特性。他说:“纳米粒子的尺寸很小。它们奇怪的特征是由它们的大小决定的，而不是由它们的成分决定的。我们对量子物理学知之甚少，但根据我们的研究，在钻出玻璃泡后，纳米粒子与其他土壤元素混合，赋予月球土壤独特的特性。月球的土壤带静电，所以它可以悬浮在地球表面。月球土壤虽然充满化学活性，但导热系数很差，地表土壤温度可达160度，而地下两米的温度只有零下40度。此外，月球土壤非常粘且易碎，会磨损金属和玻璃表面。”Zabik说月球和地球没有相同的大气层，所以它不能减少陨石撞击的影响。他说:“撞击月球表面的陨石会产生非常剧烈的反应。由此产生的高温融化了月球表面的岩石。暴力冲击导致压力消失，形成真空。气泡在熔融玻璃中形成并逸出，就像软饮料中的气泡一样。我们的研究揭示了这些粒子在这个过程中是如何进化的，并可能帮助我们找到一种完全不同的方法来制造纳米材料。”扎比克和他的研究小组的发现发表在国际学术研究网络出版的《天文学和天体物理学杂志》上。