Une analyse récente d’un exemplaire de sol lunaire a révélé la présence de grafène, un matériau aux propriétés remarquables. Cette découverte soulève des questions fascinantes sur l’origine de ce composé sur la Lune et ses implications pour l’exploration spatiale. Les enjeux liés à cette avancée scientifique sont considérables et méritent d’être explorés.
En analysant un exemplaire de sol lunaire rapporté par la mission Chang’e 5, la Chine a découvert le graphène, le soi-disant « matériau des merveilles ». Voici pourquoi il est si précieux et comment il aurait pu se former sur la Lune.
En examinant un exemplaire de quelques millimètres, les scientifiques chinois ont fait une découverte exceptionnelle : ils ont en effet identifié des « flocons » de graphène, un matériau aux propriétés si extraordinaires qu’il est universellement reconnu par les experts et les médias comme le « matériau des merveilles ». Il a été observé pour la première fois au microscope électronique en 1962 et recréé en laboratoire seulement en 2004 par les scientifiques de l’Université de Manchester (Royaume-Unis) Andrej Konstantinovič Gejm et Konstantin Sergeevič Novosëlov, qui, grâce à leurs recherches, ont remporté le Prix Nobel de Physique en 2010.
Le graphène est constitué d’un unique couche d’atomes de carbone disposés en un réseau hexagonal. D’un point de vue purement chimique, il s’agit d’un allotrope de cet élément, c’est-à-dire l’une des formes dans lesquelles le carbone peut être trouvé ; parmi les plus connues, on trouve la graphite (que l’on retrouve dans les crayons) et le diamant, mais aussi les fullerènes et le carbone amorphe. Il est considéré comme si extraordinaire pour de multiples raisons. Comme l’explique le Conseil National de la Recherche (CNR) dans un article dédié, par exemple, le graphène conduit des charges électriques à des vitesses surprenantes, les électrons voyageant cent fois plus vite que dans le silicium. Il est également très stable d’un point de vue mécanique, pouvant être manipulé, plié et déformé sans se casser, tout en résistant à des pressions très élevées ; il possède une surface spécifique extrêmement élevée (pas moins de 2.600 mètres carrés pour à peine 1 gramme) qui lui permet de mieux résister aux réactions des ions ; c’est un excellent filtre pour les ions et les liquides ; il conduit le chaleur mieux que le cuivre ; et peut être même utilisé comme désinfectant, dans les radiographies et dans l’administration des médicaments.
Toutes ces propriétés pourraient mener à des batteries révolutionnaires d’une longévité exceptionnelle, des dispositifs électroniques flexibles et ultra-résistants, des panneaux solaires d’une efficacité remarquable, de nouveaux plastiques et métaux avec des capacités mécaniques et thermiques novatrices, des médicaments ciblés à faible dosage, des biosenseurs et bien d’autres choses encore. Malheureusement, beaucoup de ces capacités n’ont été démontrées que sur une échelle nanométrique et il reste encore beaucoup de travail à faire pour transférer les résultats du laboratoire aux applications commerciales, de plus le coût de production actuel varie de quelques centaines à des milliers d’euros par gramme, bien qu’à l’avenir, l’objectif soit d’en arriver à quelques centimes de dollars. Il faudra encore plusieurs années pour pouvoir tirer pleinement parti du graphène, mais en attendant savoir où le trouver est un avantage significatif.
Qu’est-ce que la perle lumineuse visible près du croissant de lune de ce soir
La découverte de ce matériau sur la Lune rend le satellite de la Terre encore plus « attrayant » pour les futures missions d’exploration, comme Artemis de la NASA, qui enverra la première personne noire et la première femme sur la régolithe lunaire dans les prochaines années. La nouvelle course à l’espace des puissances occidentales ne se heurte pas aujourd’hui au programme spatial russe, mais bien à celui chinois, qui mène de multiples missions sur la face cachée de la Lune. L’exemplaire mentionné ci-dessus, d’à peine 2,9 millimètres de long pour 1,6 de large, a été récupéré en 2020 par la sonde Chang’e 5 (durant la troisième mission robotique du Dragon sur la Lune). Les analyses menées par des scientifiques de l’Académie Chinoise des Sciences ont révélé la présence d’un composé de fer qui est fortement corrélé à la formation du graphène, comme l’ont expliqué les experts dans un communiqué de presse.
Le graphène découvert par les scientifiques chinois. Crédit : Science China Press
À travers diverses techniques d’imagerie et de cartographie telles que la spectroscopie à rayons X à dispersion d’énergie (EDS) et la microscopie électronique à transmission à balayage (STEM)-EDS, la présence des flocons de graphène, composés de deux à sept couches du « matériau des merveilles » a été déterminée. Les chercheurs avancent l’hypothèse qu’il pourrait s’être formé lors d’anciennes éruptions volcaniques, dont les composés résultants auraient été « transformés » en graphène grâce à l’action de la radiation solaire. On suppose également que l’impact de météorites a joué un rôle.
Ce qui est certain, c’est que la présence de ce matériau, ainsi que celle de glace d’eau et d’autres, rend la Lune une cible particulièrement importante pour les superpuissances mondiales. La NASA, par exemple, suppose que la Chine pourrait un jour revendiquer des territoires riches en gisements précieux sur la Lune sous le « prétexte » de la recherche scientifique. À l’avenir, la gestion des corps célestes du Système solaire et la course aux matériaux précieux qu’ils recèlent pourrait devenir un terrain fertile pour le déclenchement de véritables guerres, compte tenu de la pénurie et de l’épuisement de certains composés sur Terre.