Se sabe que donde haya grafito hay grafeno, ya que el grafito es grafeno multicapa con al menos diez capas. Las rocas lunares del programa Apollo mostraban muy poco carbono. Pero en 2010 se publicó en Science la presencia de grafito cristalino en puntos micrométricas en la muestra (72255) recolectada por Apollo 17 en el valle lunar Taurus-Littrow; el espectro Raman mostraba los picos G (sp²) y D (sp³), pero sin el pico 2D. Ahora se publica en National Science Review que una muestra recolectada por la sonda china Chang’e 5 muestra la presencia de grafeno multicapa con entre dos y siete capas. La muestra tiene la forma de una aceituna con 2.86 mm de largo y 1.59 mm de ancho, con una superficie irregular. Se ha obtenido el espectro Raman en cinco áreas donde hay presencia de carbono; se observan los picos G, D y 2D, este último solo en algunas áreas (en el resto se ha observado grafito). También se ha usado microscopia electrónica de transmisión (TEM) para destacar las multicapas de grafeno separadas por 0.35 nm (el espaciado de las capas de grafeno en el grafito es de 0.34 nm); también se observan multicapas separadas entre 0.36 y 0.39 nm, que apuntan a defectos estructurales. Observar grafeno en la Luna es un resultado esperado, lo que no quita que sea fascinante.

Las estimaciones actuales apuntan a que el 1.9 % del carbono interestelar está en forma de grafeno. Además, se ha identificado grafeno protosolar en condritas carbonáceas. Así que encontrar grafeno en muestras lunares era cuestión de esperar a tener suficientes muestras lunares. Las primeras muestras recogidas de la Luna en 44 años aterrizaron en diciembre de 2020 en la cápsula de la sonda china Chang’e 5 (CE-5); unos 1.73 kg de la región de Mons Rümker, en el norte del Oceanus Procellarum. Su primer análisis se publicó en Science en octubre de 2021. Desde entonces se han seguido realizando análisis más precisos. Volviendo a la muestra lunar CE-5, se sugiere que el grafeno multicapa observado no es resultado de la exfoliación del grafito, sino de una reacción catalítica de alta temperatura. Se propone que el viento solar que incide en el regolito lunar puede producir una descarga de plasma de alta temperatura. Los minerales que contienen hierro, como olivino y piroxeno, pueden actuar como catalizadores de la formación de grafeno a partir del carbono del viento solar. Estas reacciones darían lugar a hidrocarburos aromáticos policíclicos que darían lugar a grafito y a grafeno multicapa. Por supuesto, esta hipótesis requiere futuras investigaciones que permitan entender el mecanismo de formación del grafeno lunar.

El artículo es Wei Zhang, Qing Liang, …, Meng Zou, «Discovery of natural few-layer graphene on the Moon,» National Science Review, nwae211 (17 Jun 2024), doi: https://doi.org/10.1093/nsr/nwae211; también he citado A. Steele , F. M. McCubbin, …, H. Nekvasil, «Graphite in an Apollo 17 Impact Melt Breccia,» Science 329: 51 (02 Jul 2010), doi: https://doi.org/10.1126/science.1190541; Chaitanya Giri, Andrew Steele, Marc Fries, «Evidence for protosolar graphene in Allende and QUE 94366 CV3 meteorites,» Planetary and Space Science 203: 105267 (01 Sep 2021), doi: https://doi.org/10.1016/j.pss.2021.105267; y Xiaochao Che, Alexander Nemchin, …, Stuart G. Webb, «Age and composition of young basalts on the Moon, measured from samples returned by Chang’e-5,» Science 374: 887-890 (07 Oct 2021), doi: https://doi.org/10.1126/science.abl7957.

Esta ilustración artística del mecanismo de formación del grafeno lunar se incluye en la información suplementaria del artículo [PDF]. Parece que en la revisión por pares no se ha exigido a los autores a detallar el mecanismo de formación del grafeno (algo que hubiera sido exigido si el artículo se hubiera publicado en Nature o Science). Por cierto, la revista National Science Review es publicada por Oxford University Press y tiene un buen índice de impacto de 16.3 en el último JCR 2023; gracias a ello es la revista 7/134 en la categoría de revistas Multidisciplinares en Ciencia, aunque sería la quinta en dicha categoría si omitimos las revistas ESCI (LCMF, 20 jun 2024).