Mars göçüne bir adım daha mı yaklaştınız?

Mars’a göç ve Mars’ta yaşamak uzun zamandır bilim kurguda tasvir ediliyor. Ancak bu hayal gerçeğe dönüşmeden önce insanların aşması gereken bir engel var: Gezegende uzun vadede hayatta kalmak için gerekli olan oksijen gibi kimyasalların eksikliği. Ancak son zamanlarda Mars’ta su aktivitesinin keşfedilmesi umut verici.

Bilim adamları şimdi, oksijen evrim reaksiyonu (OER) katalizörlerinin yardımıyla güneş enerjisiyle yürütülen elektrokimyasal su oksidasyonu yoluyla suyu oksijen üretmek üzere ayrıştırma olasılığını araştırıyorlar. Buradaki zorluk, bu katalizörleri pahalı olan Dünya’dan taşımak yerine, Mars’taki malzemeleri kullanarak yerinde sentezlemenin bir yolunu bulmaktır.

Bu sorunun üstesinden gelmek için, Çin Bilimler Akademisi’nin (CAS) Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden (USTC) Prof. Luo Yi, Prof. Jiang Jun ve Prof. Shang Weiwei liderliğindeki bir ekip yakın zamanda bunu mümkün kıldı. Robotik yapay zeka (AI) kimyagerleri ile OER katalizörlerini Mars göktaşlarından otomatik olarak sentezlemek ve optimize etmek.

Onların araştırması şuydu: yayınlanan içinde Doğa Sentezi.

“Yapay zeka kimyacısı yenilikçi bir şekilde sentezliyor[d] Ekibin önde gelen bilim insanı Prof. Luo Yi, “Disiplinlerarası işbirliğine dayalı olarak Mars malzemesini kullanan OER katalizörü” dedi.

Her deney döngüsünde, yapay zeka kimyageri öncelikle gözleri olarak lazerle indüklenen parçalanma spektroskopisini (LIBS) kullanarak Mars cevherlerinin elementel bileşimini analiz eder.

Daha sonra, katı dağıtım iş istasyonunda tartım, sıvı dağıtım iş istasyonunda ham madde çözeltilerinin hazırlanması, santrifüj iş istasyonunda sıvıdan ayırmanın gerçekleştirilmesi ve kurutucu iş istasyonunda katılaşmanın sağlanması da dahil olmak üzere cevherler üzerinde bir dizi ön işlem gerçekleştirilir.

Ortaya çıkan metal hidroksitler, elektrokimyasal iş istasyonunda OER testi için çalışma elektrodunu hazırlamak amacıyla Nafion yapıştırıcı ile işlenir. Test verileri, makine öğrenimi (ML) işlemi için yapay zeka kimyagerinin hesaplamalı ‘beynine’ gerçek zamanlı olarak gönderilir.

Yapay zeka kimyagerinin ‘beyni’, farklı element oranlarına sahip 30.000 yüksek entropili hidroksit için kuantum kimyası ve moleküler dinamik simülasyonlarını kullanır ve bunların OER katalitik aktivitelerini yoğunluk fonksiyonel teorisi yoluyla hesaplar. Simülasyon verileri, farklı element bileşimlerine sahip katalizörlerin aktivitelerini hızlı bir şekilde tahmin etmek için bir sinir ağı modelini eğitmek için kullanılır.

Son olarak, Bayesian optimizasyonu yoluyla ‘beyin’, optimal OER katalizörünü sentezlemek için gerekli olan mevcut Mars cevherlerinin kombinasyonunu tahmin eder.

Şimdiye kadar yapay zeka kimyageri, insansız koşullar altında beş tür Mars göktaşı kullanarak mükemmel bir katalizör yarattı. Bu katalizör, 10 mA cm akım yoğunluğunda 550.000 saniyeden fazla istikrarlı bir şekilde çalışabilir.^-2 ve 445,1 mV’luk bir aşırı potansiyel. Mars’taki sıcaklık olan -37 °C’de yapılan başka bir test, katalizörün herhangi bir belirgin bozulma olmadan istikrarlı bir şekilde oksijen üretebildiğini doğruladı.

Yapay zekalı kimyager, bir insan kimyagerin 2000 yıl sürecek olan katalizörlerin karmaşık optimizasyonunu iki ay içinde tamamladı.

Ekip, AI kimyagerini, insan müdahalesi olmadan çeşitli kimyasal sentezler için genel bir deney platformuna dönüştürmek için çalışıyor. Makaleyi inceleyen kişi şunu belirtti: “Bu tür araştırmalar geniş ilgi görüyor ve organik/inorganik malzeme sentezi ve keşfinde hızlı bir gelişme altında.”

Jiang, “Gelecekte insanlar bir yapay zeka kimyagerinin yardımıyla Mars’ta bir oksijen fabrikası kurabilirler” dedi. İnsanın hayatta kalması için gerekli olan yeterli oksijen konsantrasyonunu üretmek için yalnızca 15 saatlik güneş ışınımına ihtiyaç vardır. “Bu çığır açan teknoloji bizi Mars’ta yaşama hayalimize bir adım daha yaklaştırıyor” dedi.