近日，松山湖材料实验室联合中科院物理所、钱学森实验室和南京大学系统研究了月球玻璃地质时间尺度的老化效应和抗老化机制。相关成果日前在国际学术期刊《科学进展》发表。
玻璃被认为是气、液、固之外的第四态物质，其应用关系到我们日常生活的方方面面。玻璃老化，会导致其结构和性能随着时间的推移而转变，直接影响玻璃的稳定性。月球玻璃是月球风化层的常见成分，主要来源于陨石撞击，它们经历了极长时间（数百万至数十亿年）的老化，依然保持着完好的玻璃结构，因此月球玻璃可以作为评价玻璃长期抗老化效应的理想材料。
科研团队克服了嫦娥五号月壤试样中玻璃含量较少，玻璃颗粒非常细小等一系列困难，系统研究了嫦娥五号月球玻璃的地质时间老化效应。
研究结果表明，月球玻璃的长期抗老化效应均非常显著。这些月球玻璃老化前后塑性变形方式发生了转变，使其硬度变化不大。月球玻璃呈现出超凡抗老化效应主要归因于其在特殊的月球环境下自然选择的复杂成分可大幅提升淬火玻璃的能量状态和结构非均匀性，从而极大延长玻璃的寿命。
研究发现，通过多组分混合、熵调控和适当微量元素的掺入，可以有效增强玻璃抵抗老化的能力，从而增强其抗老化效应和性能调控及服役范围，研究结果为面向辐射防护和空间应用的高性能玻璃材料的研发和性能调控提供指导和帮助，为未来月球和行星际探索的材料选择、成分设计和性能调控等提供了支撑。
▲典型月球玻璃颗粒及其压痕形貌
