中國科學院地質與地球物理研究所的科研團隊,基于嫦娥六號帶回的月壤樣本,在月球物質特性研究領域取得重要進展。該團隊通過多維度實驗分析,首次從顆粒相互作用層面,完整解釋了月球背面月壤呈現高黏性特征的形成機理,相關論文已發表于國際權威期刊《自然·天文》。
研究團隊采用固定漏斗實驗與滾筒實驗兩種方法,對月壤樣本的休止角進行精確測定。作為衡量顆粒材料流動性的核心參數,實驗數據顯示嫦娥六號月壤的休止角數值明顯高于月球正面樣本,其流動特性更接近地球上的黏性土壤。這種差異促使科研人員深入探究其物理成因。
項目負責人祁生文研究員指出,月壤顆粒的微觀形態是關鍵影響因素。與常規認知中"顆粒越細形態越規則"不同,嫦娥六號月壤雖然粒徑微小,但顆粒形態呈現復雜的多面體結構。這種特殊形態顯著增強了顆粒間的接觸面積,為摩擦力、范德華力以及靜電力的相互作用創造了更多條件。
進一步分析表明,月壤樣本中長石類礦物含量高達32.6%,這類礦物在機械壓力下容易發生破碎,形成更多尖銳邊緣的微小顆粒。同時,月球背面長期遭受更強烈的太空風化作用,導致顆粒表面產生納米級粗糙結構。雙重因素疊加作用下,月壤顆粒間的相互作用力顯著增強,最終表現出獨特的黏聚特性。
這項突破性發現為理解月球物質演化提供了全新視角。科研人員通過建立顆粒力學模型,成功復現了月壤的黏聚行為,相關參數可直接應用于月球探測工程。特別是在月球基地建設規劃中,月壤的工程力學特性將直接影響建筑材料選擇與施工方案設計。
目前,研究團隊正將成果轉化為工程應用技術,重點攻關月壤原位改性技術。通過調控顆粒間的相互作用力,有望實現月壤的直接利用,為未來月球資源開發奠定技術基礎。這項研究不僅深化了人類對月球物質的認識,也為深空探測工程提供了關鍵理論支撐。





















