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中國“機器化學家”成功研發火星制氧催化劑

2023-11-14 10:58 來源:新華社 作者:記者徐海濤、周暢

到火星上棲居是人類的夢想之一,但首先要解決缺氧問題。近日,中國科學技術大學羅毅、江俊、尚偉偉教授團隊與深空探測實驗室張哲研究員等合作,運用智能機器人“機器化學家”,采用火星隕石成功研制出新型催化劑,為利用火星上的水制備氧氣提供了高效率、低能耗的解決方案,探索出一條在地球外星系就地取材研制化學品的新路。11月14日,國際知名學術期刊《自然·合成》發表了這一研究成果。


智能機器人火星探礦制氧假想圖。(中科大供圖)

火星大氣中的含氧量極低,無法滿足人類生存。如何能在火星上制備出氧氣?近年來,國際科學界發現火星上存在大量的水,那么在火星上利用太陽能發電,再用電從水中解析出氧氣,成為可行的技術方案之一。

但是,“電解水”還需要使用催化劑,來解決制氧速度慢、能耗高等問題,而從地球運送的成本非常高昂。因此,能否在火星上就地取材研制催化劑,成為一個關鍵技術問題。此外,低溫、低氣壓、高輻射的火星環境,對人類登陸后“就地研發”很不利。

針對這些問題,中科大和深空探測實驗室科研人員合作,利用自主研發的智能機器人“機器化學家”,從火星隕石中分析并提取成分,研制出一種新型制氧催化劑。


11月10日,中科大科研團隊與工作中的“機器化學家”。新華社記者周暢 攝

中科大合肥微尺度物質科學國家研究中心主任羅毅說,這項研究成功驗證了人工智能可以自動研制新材料,有望為人類在遠離地球的星球上制備氧氣、建造基地、生產食物等作出貢獻,并利用火星資源研制出更多化學品,幫助我們進一步探索太陽系深處。

據悉,中科大研制的“機器化學家”名叫“小來”,它不僅“會學”還“會想”“會做”。這次研制催化劑,根據火星隕石的多種化學成分,一共有376萬多種可能的組合配方,如果靠人類科研團隊一一實驗驗證需要兩千多年。


“機器化學家”研制催化劑全流程示意圖。(中科大供圖)

“‘小來’學習了5萬多篇相關的化學論文,用‘智能大腦’思考并設計出一個基礎配方,然后做實驗并根據結果不斷調整配比,用6周時間找到最佳配方?!敝锌拼蠼淌诮≌f,機器人自主發現并研制化學品,為人類探索星空提供了一條新路。


編輯:梁海飛
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