發(fā)布時間：2023年11月24日 08:09 來源：中國新聞網(wǎng)

【解說】如何克服火星上的缺氧環(huán)境？能在火星上“生產(chǎn)”氧氣嗎？制氧材料在火星上能找到嗎？近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)羅毅、江俊、尚偉偉教授團(tuán)隊與深空探測實驗室張哲研究員等合作，通過機器化學(xué)家“小來”系統(tǒng)，利用火星隕石制備出了實用的產(chǎn)氧電催化劑。

【解說】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)機器化學(xué)家“小來”系統(tǒng)包括移動機器人、計算大腦、云服務(wù)器和多個不同功能的化學(xué)工作站。依托該系統(tǒng)，讓團(tuán)隊在六個星期內(nèi)就完成了需要窮舉兩千年才能完成的復(fù)雜優(yōu)化工作。

【同期】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)物理系教授 江俊

它可能在幾周之內(nèi)產(chǎn)生了比較多的理論的大數(shù)據(jù)，理論大數(shù)據(jù)來幫它建立了一個更加專業(yè)的催化劑的預(yù)測模型。其實同時它還沒有閑著，它勤勞的“雙手”也會去做很多的用隕石配成催化劑去做實踐，實踐的結(jié)果會迅速實時地反饋到剛剛它的理論建立的這種預(yù)訓(xùn)練模型，它的理論和實驗相互對抗或者是相互驗證，很快就形成了一個自洽的模型，也就是說理論預(yù)測的和實驗證實的是大致不差的，或者是絲毫不差的。

【解說】江俊介紹說，未來，星際探索資源有限，無法從地球運送“噸級”物質(zhì)去外星。機器化學(xué)家可以“就地取材”火星隕石，自主智能地分析未知的隕石成分，因地制宜，創(chuàng)造有用的化學(xué)品改造環(huán)境，實現(xiàn)火星上的宜居改造。

【同期】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)化學(xué)物理系教授 江俊

在本次機器化學(xué)家研制火星催化劑的過程中，體現(xiàn)了它三大優(yōu)勢。第一，智能化讓它時間大幅度縮短，效率大幅度提升；第二個是精準(zhǔn)化，因為它能夠在0.1毫克的精度上去控制物質(zhì)的組合，所以它得到配方可以非常精準(zhǔn)地進(jìn)行放大、產(chǎn)氧的這樣的一個工作；第三大優(yōu)勢就體現(xiàn)了它在未知環(huán)境，利用未知物質(zhì)自主創(chuàng)制的能力，因為它真的可以比擬人類科學(xué)家看一個未知東西去分析它，了解它的內(nèi)在，基于內(nèi)在調(diào)用自己的數(shù)據(jù)庫的知識去制定研究方案，就三大優(yōu)勢。

【解說】每塊火星隕石都有不同的組成元素，科研團(tuán)隊需要用酸將礦石溶解，萃取提煉有效金屬成分，轉(zhuǎn)化為固體產(chǎn)氧催化劑。由于不同的隕石提取的元素種類和含量不一樣，因此需要借助機器化學(xué)家來實現(xiàn)催化劑合成配方的智能優(yōu)化篩選。

【同期】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度國家研究中心副研究員 朱青

火星上它的地殼層元素的組成，主要是以鐵為主，所以它鐵含量是非常高的，還有其他一些，我們通常人類認(rèn)為不大適合作為催化金屬的像鎂像鈣，我們也把它提取出來，輔以少量的其他的一些微量含量的物質(zhì)像錳這些東西，我們就把它進(jìn)行一個優(yōu)化的組合，依靠ai模型，我們就能從很多種甚至數(shù)百萬種的可能配方里面，篩出一個比較好的或者說一個性能比較優(yōu)越的催化劑配方出來。

【解說】朱青介紹說，如果將300立方米實驗室的房頂鋪滿由火星隕石制備的產(chǎn)氧電催化劑，通過太陽光照發(fā)電驅(qū)動化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生氧氣，只需15個小時就可以讓整個房間內(nèi)的氧氣濃度達(dá)到人類生存的標(biāo)準(zhǔn)。

【同期】中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度國家研究中心副研究員 朱青

接下來時間計劃肯定是很多了，一個是繼續(xù)優(yōu)化我們的催化劑的性能，我們?nèi)フ腋嗟牡V石種類，更多的提純工藝，更多的合成步驟。還有一個我們也積極拓展它其他一些領(lǐng)域的應(yīng)用，比如說深空探測實驗室也找到我們，能不能做一些預(yù)演性的驗證實驗，比如說在月球上，甚至說給你一些小行星隕石的樣本，這個是對于未來的探索。

【解說】朱青說，該成果成功展示了在地外星系上因地制宜創(chuàng)制化學(xué)品的智能化全流程，為未來地外文明探索提供了新的技術(shù)手段，更極大地加速了新材料發(fā)現(xiàn)過程，也同樣適用于其他的應(yīng)用方向。

張俊 儲瑋瑋 安徽合肥報道

責(zé)任編輯：【葉攀】

文章來源：