中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所的科研團(tuán)隊(duì)，基于嫦娥六號(hào)帶回的月壤樣本，在月球物質(zhì)特性研究領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)通過多維度實(shí)驗(yàn)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(xiàn)高黏性特征的形成機(jī)理，相關(guān)論文已發(fā)表于國際權(quán)威期刊《自然·天文》。

研究團(tuán)隊(duì)采用固定漏斗實(shí)驗(yàn)與滾筒實(shí)驗(yàn)兩種方法，對(duì)月壤樣本的休止角進(jìn)行精確測定。作為衡量顆粒材料流動(dòng)性的核心參數(shù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示嫦娥六號(hào)月壤的休止角數(shù)值明顯高于月球正面樣本，其流動(dòng)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(xiàng)目負(fù)責(zé)人祁生文研究員指出，月壤顆粒的微觀形態(tài)是關(guān)鍵影響因素。與常規(guī)認(rèn)知中"顆粒越細(xì)形態(tài)越規(guī)則"不同，嫦娥六號(hào)月壤雖然粒徑微小，但顆粒形態(tài)呈現(xiàn)復(fù)雜的多面體結(jié)構(gòu)。這種特殊形態(tài)顯著增強(qiáng)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(chuàng)造了更多條件。

進(jìn)一步分析表明，月壤樣本中長石類礦物含量高達(dá)32.6%，這類礦物在機(jī)械壓力下容易發(fā)生破碎，形成更多尖銳邊緣的微小顆粒。同時(shí)，月球背面長期遭受更強(qiáng)烈的太空風(fēng)化作用，導(dǎo)致顆粒表面產(chǎn)生納米級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)。雙重因素疊加作用下，月壤顆粒間的相互作用力顯著增強(qiáng)，最終表現(xiàn)出獨(dú)特的黏聚特性。

這項(xiàng)突破性發(fā)現(xiàn)為理解月球物質(zhì)演化提供了全新視角。科研人員通過建立顆粒力學(xué)模型，成功復(fù)現(xiàn)了月壤的黏聚行為，相關(guān)參數(shù)可直接應(yīng)用于月球探測工程。特別是在月球基地建設(shè)規(guī)劃中，月壤的工程力學(xué)特性將直接影響建筑材料選擇與施工方案設(shè)計(jì)。

目前，研究團(tuán)隊(duì)正將成果轉(zhuǎn)化為工程應(yīng)用技術(shù)，重點(diǎn)攻關(guān)月壤原位改性技術(shù)。通過調(diào)控顆粒間的相互作用力，有望實(shí)現(xiàn)月壤的直接利用，為未來月球資源開發(fā)奠定技術(shù)基礎(chǔ)。這項(xiàng)研究不僅深化了人類對(duì)月球物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，也為深空探測工程提供了關(guān)鍵理論支撐。