中国学者发现嫦娥五号月壤可催化生产氧气和燃料
嫦娥五号带回来的月球“土特产”又有新发现。近日，南京大学邹志刚院士、姚颖方教授团队与多所高校、科研院所合作，通过研究0.2克月壤样本，发现其中一些成分可作为催化剂，在太阳光作用下，将水和二氧化碳转化为氧气和燃料。
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这项研究由南京大学、中国空间技术研究院、香港中文大学（深圳） 、中国科学技术大学合作完成。相关成果发表在国际学术期刊 《焦耳》上。 |
这是存放在南京大学月球样品实验室的嫦娥五号月壤样本。新华社记者 陈席元摄
据论文第一作者、南京大学教授姚颖方介绍，2021年以来，作为中国空间技术研究院联合研究团队成员，南京大学团队对1克月壤开展了研究。此次研究人员采用机器学习等研究方法，详细分析了其中0.2克样本的结构组成。
在南京大学月球样品实验室，记者见到了存放月壤样本的“手套箱”。这台机器的内部环境与外界隔绝，研究人员需要将双手伸入手套筒内方能操作。姚颖方告诉记者，“手套箱”通过不断向内部注入氮气，将氧气和水分的含量控制在极低水平，并保证内部气压高于外部，以防止月壤样本受到污染。
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这是南京大学月球样品实验室的“手套箱”，用于保存嫦娥五号 月壤样本。新华社记者 陈席元摄 |
“在本研究中，我们从材料学角度，对月壤进行详细的矿物分析，发现了24种主要矿物。”姚颖方表示，“嫦娥五号月壤样本主要来自月球表面的玄武岩，富含铁、钛等元素，而这些是人工光合成中常用的催化剂成分。”
研究人员将月壤用作催化剂，参与光伏电解水、光催化水分解、光催化二氧化碳还原、光热催化二氧化碳加氢等4项反应。结果显示，在光伏电解水和光热催化二氧化碳加氢反应中，月壤样本表现出优于地球玄武岩的催化性能。
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| 这是存放在南京大学月球样品实验室的嫦娥五号月壤样本。 新华社记者 陈席元摄 |
“这些反应以水和二氧化碳为原料，在模拟太阳光的照射下，生成氧气、氢气、甲烷和甲醇。”姚颖方介绍，“其中，氧气是人类赖以生存的资源，氢气和甲烷是火箭推进剂的重要组成部分，甲醇则是重要的化工原料。”
“或许我们以后能够在月球建设一座小型化工厂。”姚颖方告诉记者，此次研究旨在考察月壤能否被资源化利用。“如果我们能够在月球上就地取材，将月球自身资源以及人体代谢废物转化为资源和能源，就可以减小载人航天的成本。”
姚颖方介绍，每一份月壤都是无价之宝，正式实验前，研究人员会使用地球表面的玄武岩碎屑等物质做模拟实验。
“但是与地球样本相比，嫦娥五号月壤样本的催化性能高出一个数量级，而且表现出更好的选择性。”姚颖方表示，所谓“选择性”是指催化反应产物的专一性。“月壤的催化产物只有甲烷和甲醇两种物质。用地球上的玄武岩屑做实验，催化产物也有少量甲烷和甲醇，但绝大部分是一氧化碳。虽然一氧化碳也可燃，但因为它的毒性，我们还是不希望在航空航天活动中见到它。”
为什么月球表面和地球表面的玄武岩屑不一样？研究人员推测，太阳风数以几十亿年计的“吹拂”发挥了作用，尤其是太阳风带有的氢、氦等元素“改造”了月壤。“对此我们正在进一步研究。”姚颖方说。（记者陈席元、刘宇轩、陈圣炜）
责任编辑：刘光博
月球土壤种植萌芽 太空农业知识大跃进
人类首次在月球的土壤上种植物，成功让植物生长起来。科学家证明了只要提供营养和环境合适，在月球的土壤一样能够种植植物，这为未来人类在月球建立殖民地，利用月球土壤自给自足打开大门。
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对于未来探月工程，全国政协常委、中国探月工程总设计师吴伟仁 （图）周二介绍，中国将去月球南极寻找水，未来还可能建月球WiFi。 |
据中新社报道，中国探月工程四期经过多年论证，已于去年年底正式通过立项审批，进入全面实施阶段。其中，嫦娥六号将到月球的高价值地区进行采样返回，嫦娥七号将对月球极区进行科学探测，特别是对月球的水分布进行探测；嫦娥八号将与嫦娥七号协同工作，主要开展月球资源开发利用技术试验验证和长期科学探测，对地球进行大范围、全尺度、长周期观测，并为科研站后续的关键技术进行验证。
吴伟仁介绍，这三项任务将在2030年之前实施，主要目标是在月球南极进行着陆勘察与科考，建立月球科研站基本型。
关于国际月球科研站建设，吴伟仁说，将通过任务合作，形成国际月球科研站的指挥中心和科考基地。 2030年后中国还将实施几次任务，争取在2035年之前建成可以长期运行的国际月球科研站，“我们可以在月球上采用3D打印技术建房子，和平利用与开发月球资源等。”（互联网照片）
中国太空站水稻拟南芥发芽了 水稻幼苗已长至30公分高
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微重力情况下拟南芥的生长发育情况组图。（互联网照片） |
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微重力条件下水稻的生长发育情况组图。（互联网照片） |
（北京29日综合电）据央视报道，中国太空站问天舱实验目前进展顺利。拟南芥幼苗已长出四片叶子，高杆水稻幼苗已长至30厘米左右高，矮杆水稻也有5至6公分高，植物生长状态良好。
在周一，载人航天工程太空应用暨太空站高等植物培养实验阶段性进展情况介绍会在中科院太空应用中心及分子植物卓越中心举行。据称，截至目前，问天实验舱各有效载荷状态良好、工作稳定，随舱发射科学实验项目在轨实验按计划开展。载有实验样品拟南芥种子和水稻种子的实验单元已由航天员安装至问天实验舱的生命生态通用实验模块中，目前植物已经发芽生长。
科学家们对于在太空种植和栽培植物进行了大量的研究，在各种太空飞行器中进行了20多种植物的培养实验。早期人们的太空植物培养实验主要目标是如何在太空环境中养活植物，使其能够萌发、生长、开花和产生种子，如今这些目标都一一实现了。目前科学家们的研究重点逐渐由对植物幼苗阶段的研究扩展至种子生产研究。但是，目前只有油菜、小麦和豌豆少数几种作物在太空完成了从种子到种子的实验。
报道指，目前已成功启动了拟南芥和水稻的种子萌发，拟南芥幼苗已长出四片叶子，高秆水稻幼苗已长至30公分左右高，矮秆水稻也有4至5公分高，生长状态良好，后续将完成拟南芥和水稻在太空从种子到种子全生命周期的实验，并在实验过程中由航天员采集样品、冷冻保存，最终随航天员返回地面进行分析。
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