研究者らは、月や火星の岩石の塵から必要な建築材料を抽出するために使用できる可能性のある液体溶媒を特定するプロセスを開始した。この研究開発は長期的な宇宙探査を可能にする重要な部分です。ワシントン州立大学の研究者は、機械学習と計算モデリングを使用して、3D プリンティングに使用できる月や火星の物質を抽出できる約 6 個の溶媒候補を特定しました。
ワシントン州立大学機械材料工学部准教授のスーミク・バナジー氏が主導したこの研究は、Journal of Physical Chemistry Bに報告された。
イオン液体と呼ばれる強力な溶媒は、液体状態の塩です。 「機械学習の取り組みにより、私たちは高度 20,000 フィートから 1,000 フィートのレベルまで到達しました」とバナジー氏は述べています。 「非常に迅速に多数のイオン液体を厳選することができ、溶媒が材料を溶解できるかどうかを決定する最も重要な要素を科学的に理解することができました。」
バナジー氏の研究にはNASAが資金提供している。NASAはアルテミス計画の一環として、人類を月に帰還させ、その後火星を含む宇宙の深部に帰還させることを望んでいる。しかし、このような長期ミッションを可能にするためには、宇宙飛行士は、3D プリンティング技術を使用して、月や火星の土壌から抽出した基本要素から構造、道具、部品を作成し、地球外環境で見つかった材料や資源を利用する必要があります。
「NASAにとって、現場での資源利用は今後数十年間で重要なことだ」とバナジー氏は語った。 「そうでなければ、法外に大量の物質を地球から運ばなければならなくなるでしょう。」
これらの建築資材の調達は、環境に優しく省エネな方法で行う必要があります。月には水がないため、元素の採掘方法にも水を使用することはできません。
Banerjee 氏の研究グループは 10 年以上にわたって電池用のイオン液体を研究しており、これが答えとなる可能性があります。
ただし、各候補イオン液体を実験室でテストするには費用と時間がかかるため、研究者らは機械学習と原子レベルのモデリング技術を使用して、数十万の候補イオン液体をふるいにかけました。彼らは、月や火星の物質を消化し、アルミニウム、マグネシウム、鉄などの重要な元素を抽出し、自己再生し、おそらく生命維持に役立つ副産物として酸素または水を生成できるイオン液体を探しています。
溶媒の望ましい性質を決定した後、研究者らは約 6 つの非常に望ましい候補を発見しました。成功のための重要な要素には、塩を構成する分子イオンのサイズ、表面電荷密度 (つまり、イオンの単位面積あたりの電荷)、および液体中のイオンの移動度が含まれます。
別の研究では、研究者らはコロラド大学の研究者と協力して、実験室でいくつかのイオン液体の化合物を溶解する能力をテストした。彼らは、最終的には実験室規模またはパイロット規模の反応器を建設し、月から入手した材料を使用して候補溶媒をテストしたいと考えている。
コンパイルされたソース: ScitechDaily