嫦娥五号月壤中发现光催化新矿物材料

记者28日从中国科学院地球化学研究所获悉，通过对嫦娥五号月壤颗粒开展研究，在月壤玻璃珠表面微陨石撞击坑中发现一系列含钛的蒸发沉积颗粒，这是此前未被识别的太空风化产物。

该研究结果完善了对月球表面太空风化过程的认识，也为理解太阳系其他无大气天体表面的空间风化过程提供线索。

月壤微陨石撞击坑中的钛纳米矿物示意图(左图为假彩色图，蓝色区域为撞击溅射物)。(中国科学院地球化学研究所供图)

相关资料介绍，太空风化是月球及太阳系其它无大气天体表面的改造过程之一，包括微陨石轰击、太阳风离子注入、高能宇宙射线作用等，其中月球表面的微陨石轰击环境具有粒径小、速度快、通量大等特点。

高速微陨石轰击月壤可通过高温熔融、破碎、气化、沉积、胶结等机制改造月壤的物质组成、成分、光谱、物理性质等。由于月表物质组成多样、微陨石轰击过程复杂、轰击产物不稳定等多因素的耦合影响，关于月球表面微陨石轰击的改造机制及其效应认识不完善，甚至存在争议。

月壤中钛纳米矿物的微陨石轰击成因过程示意图。(中国科学院地球化学研究所供图)

对此，中国科学院地球化学研究所联合澳门科技大学和广东工业大学，通过对嫦娥五号月壤颗粒开展研究，在月壤玻璃珠表面微陨石撞击坑中发现一系列含钛的蒸发沉积颗粒，TEM分析结果显示，这些含钛颗粒为金红石、三方结构Ti2O和三斜结构Ti2O三种钛纳米矿物。其中，三方结构Ti2O和三斜结构Ti2O两种物相，此前尚未在天然地质样品中被发现，而在材料学领域，Ti2O是一种可在实验室内制备的光催化薄膜材料。由于金红石和Ti2O是有效的天然光催矿物材料，该项研究因此提出了月球表面太空风化过程可以改变月壤光催化特性的新观点。

此次研究成果已发表于国际权威期刊《自然·天文学》(Nature Astronomy)。