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中新网北京11月24日电 (记者 孙自法)嫦娥六号采自月球背面的月壤样品，相对嫦娥五号正面月壤有些黏，月壤为什么会出现这样不同的物理特性？这个问题在学界和社会上都颇受关注。
来自中国科学院地质与地球物理研究所的最新消息说，基于嫦娥六号月壤样品，该所祁生文研究员团队经过一年多深入研究，系统揭示出月球背面月壤表现出较高黏性特征的物理机制，从颗粒力学层面完整阐释了嫦娥六号月壤为什么有些黏的科学谜题。
这项嫦娥六号月壤研究重要进展的成果论文，11月24日以“在嫦娥六号着陆点发现强黏聚月球土壤”为题，在国际专业学术期刊《自然-天文》上线发表。
证实月球背面土壤有些黏
论文第一作者和共同通讯作者祁生文研究员介绍说，研究团队通过固定漏斗实验和滚筒实验，精确测量了反映颗粒材料流动性的关键指标——嫦娥六号月壤的休止角。实验结果显示，嫦娥六号月壤的休止角显著大于月球正面样品，其流动特性更接近于地球上的黏性土体，从而证实月球背面土壤有些黏。
研究团队进一步开展精细成分分析，确认月壤休止角增大主要受摩擦力、范德华力和静电力三种粒间力的协同控制。其中，摩擦力的作用与颗粒表面粗糙度正相关，范德华力与静电力的作用则随颗粒尺寸减小而显著增强。
本次研究发现，可以通过测定D60值(小于某一粒径的颗粒重量占到总重量60%时的颗粒粒径值)来判断颗粒尺寸对休止角的影响。对比不同D60值的非黏土矿物颗粒(如石英、辉石、钙铁辉石、拉长石)的休止角变化，研究团队还发现一个关键“粒径阈值”：当D60值低于约100微米时，范德华力与静电力对休止角的作用开始凸显，使得非黏性矿物颗粒表现出明显的黏性特征。
助力月球科研与资源利用
基于这些研究成果，研究团队对嫦娥六号返回样品进行1微米的高空间分辨计算机断层扫描(CT)，通过对超过29万个月壤颗粒的尺寸与形态进行精确厘定，并同月球正面嫦娥五号和阿波罗月壤对比，发现嫦娥六号月壤D60值最小，仅为48.4微米，颗粒更细，形态更复杂，整体球度显著偏低。
祁生文指出，通常颗粒越细，形状越接近球形，嫦娥六号月壤虽细，形态却更复杂，这一现象颇为反常。本项研究表明，这可能与样品中富含易破碎的长石矿物(约占32.6%)，以及月球背面经历更强太空风化作用有关。嫦娥六号月壤又细又粗糙的颗粒特性，提升了摩擦力、范德华力与静电力的贡献，产生更高的休止角，因此造就其更高黏性特征。
研究团队表示，这项研究首次从颗粒力学角度，系统阐释月壤的独特黏聚行为，揭开嫦娥六号月壤的黏性之谜，可为未来月球探测任务提供重要科学依据。随着中国深空探测步伐的不断加快，这些研究成果将为月球基地建设、月面资源开发利用等提供关键理论基础，助力中国在月球科学研究和资源利用领域取得新的突破。
据悉，在国务院新闻办公室一年多前举行的嫦娥六号任务新闻发布会上，嫦娥六号任务总设计师胡浩曾提及，月球背面采样过程中，发现嫦娥六号着陆区月壤“似乎稍微黏稠一点，还有点结块”。这次发表的研究成果，终于找到这一特殊现象背后的科学答案。(完)
【编辑:胡寒笑】尽管常规串联的太阳能电池也可以通过吸收额外波长的光转化为电能，但此次科学家们证明：使用双面串联配置，可以超过目前公认的串联配置的性能极限。。
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