![]() |
Иммиграция на Марс и жизнь на нем уже давно изображаются в научно-фантастических произведениях. Но прежде чем мечта превратится в реальность, человеку предстоит преодолеть препятствие — отсутствие необходимых химических веществ, таких как кислород, для длительного выживания на планете. Однако надежда появилась благодаря недавнему открытию активности воды на Марсе. В настоящее время ученые изучают возможность разложения воды с получением кислорода путем электрохимического окисления воды с использованием солнечной энергии и катализаторов реакции кислородной эволюции (OER). Задача состоит в том, чтобы найти способ синтезировать эти катализаторы in situ, используя материалы на Марсе, а не доставлять их с Земли, что требует больших затрат. Для решения этой проблемы группа специалистов под руководством профессора Луо И (LUO Yi), профессора Цзянь Цзюня (JIANG Jun) и профессора Шан Вэйвэя (SHANG Weiwei) из Университета науки и техники Китая (USTC) Китайской академии наук (CAS) недавно с помощью роботизированного искусственного интеллекта (ИИ) — химика смогла автоматически синтезировать и оптимизировать катализаторы OER из марсианских метеоритов. Результаты исследования, проведенного в сотрудничестве с Лабораторией исследования глубокого космоса, опубликованы 13 ноября в журнале Nature Synthesis.
В каждом экспериментальном цикле химики ИИ сначала анализируют элементный состав марсианских руд с помощью спектроскопии лазерного пробоя (LIBS). Затем он проводит ряд предварительных обработок руд, включая взвешивание на рабочей станции дозирования твердых веществ, приготовление исходных растворов на рабочей станции дозирования жидких веществ, отделение от жидкости на рабочей станции центрифугирования и затвердевание на рабочей станции сушки. Полученные гидроксиды металлов обрабатываются клеем Nafion для подготовки рабочего электрода к испытаниям ОЭР на электрохимической рабочей станции. Данные о тестировании в режиме реального времени поступают в вычислительный «мозг» ИИ-химика для обработки методом машинного обучения (МОО). ИИ-химик использует методы квантовой химии и молекулярной динамики для моделирования 30 000 высокоэнтропийных гидроксидов с различным соотношением элементов и рассчитывает их каталитическую активность в ОЭР с помощью теории функционала плотности. Данные моделирования используются для обучения нейросетевой модели быстрого прогнозирования активности катализаторов с различным элементным составом. Наконец, с помощью байесовской оптимизации «мозг» предсказывает сочетание доступных марсианских руд, необходимых для синтеза оптимального катализатора OER. К настоящему времени ИИ-химик создал превосходный катализатор, используя пять видов марсианских метеоритов в безлюдных условиях. Этот катализатор может стабильно работать в течение более 550 000 секунд при плотности тока 10 мА см-2 и избыточном потенциале 445,1 мВ. Дальнейшие испытания при температуре -37 °C, соответствующей температуре на Марсе, подтвердили, что катализатор может стабильно вырабатывать кислород без видимой деградации. За два месяца ИИ-химик завершил сложную оптимизацию катализаторов, на которую у человека ушло бы 2000 лет. Команда работает над тем, чтобы превратить ИИ-химика в общую экспериментальную платформу для различных химических синтезов без участия человека. Рецензент статьи высоко оценил:
13.11.2023 |
Космос
![]() | |
Nature Geoscience: Ученые возвестили начало лунного антропоцена | |
Впервые люди потревожили лунную пыль 13 сентяб... |
![]() | |
PNAS: Есть ли признаки жизни на холодной луне Сатурна? | |
По мере развития астрофизических технологий и&... |
![]() | |
AstroJ: Карликовые галактики используют 10 млн лет затишья для рождения звезд | |
Если посмотреть на массивные галактики, и... |
![]() | |
Nature: Водород в лунных образцах дает новую надежду на освоение космоса | |
Исследователи Военно-морской исследовательской... |
![]() | |
NASA: Уэбб обнаружил новые объекты в центре Млечного Пути | |
На последнем снимке космического телескопа НАС... |
![]() | |
В атмосфере экзопланеты найдены водяной пар, сернистый газ и песчаные облака | |
Группа европейских астрономов под руковод... |
![]() | |
The Astrophysical Journal: Найдены ответы на вопросы о джетах из черных дыр | |
Все знают о черных дырах одно: в них... |
![]() | |
Nature Synthesis: Иммиграция на Марс становится реальнее | |
Иммиграция на Марс и жизнь на н... |
![]() | |
На космической рождественской елке нашли 14 транзитных объектов | |
Международная группа ученых под руководст... |
![]() | |
The Astrophysical Journal: Богатые газом галактики зажгли раннюю Вселенную | |
Новые изображения, полученные с помощью к... |
![]() | |
Nature: Глубоко в недрах Земли, возможно, покоятся останки древней планеты | |
В 1980-х годах геофизики сделали поразительное... |
![]() | |
Ракета НАСА увидит раскаленный край звездообразующей сверхновой | |
Новая зондирующая ракета отправится в кос... |
![]() | |
Необычайно долгий гамма-всплеск открывает путь к новому пониманию Вселенной | |
Ученые наблюдали образование редких химических... |
![]() | |
Nature: Разгадана тайна марсианской оболочки | |
В течение четырех лет посадочный аппарат ... |
![]() | |
Curiosity обнаружил новые возможные доказательства существования жизни на Марсе | |
Новый анализ данных, полученных с помощью... |
![]() | |
Physical Review Letters: Астрофизики открыли новый способ поиска темной материи | |
Главный вопрос в продолжающихся поисках т... |
![]() | |
Новое моделирование пересматривает стандартную модель космологии | |
Когда ученые увидели первые изображения самых ... |
![]() | |
Ученые обнаружили прямое доказательство спина черной дыры в галактике M87 | |
Сверхмассивная черная дыра в центре галак... |
![]() | |
Наблюдения за сверхновой SN 2023ixf ставят под сомнение теорию звездной эволюции | |
Недавно обнаруженная близкая сверхновая, звезд... |
![]() | |
Дом сверкающего неба и лавовых морей поможет понять эволюцию Земли | |
Лавовые миры — массивные экзопланет... |
![]() | |
Как звездная активность влияет на экзопланеты в системе TRAPPIST-1 | |
Астрономы под руководством сотрудников Мо... |
![]() | |
Сразу несколько черных дыр нашли в ближайшем к Земле звездном скоплении | |
Работа, опубликованная в журнале Monthly ... |
![]() | |
МКС и Чужие: марсианским биопленкам конец благодаря инновационным поверхностям | |
После пребывания в космосе на борту ... |
![]() | |
Исследователи подтвердили наличие двух теплых юпитеров вокруг карликовой звезды | |
Ученые из Университета Нью-Мексико и ... |
![]() | |
Icarus journal: Солнечная активность влияет на глобальную облачность на Нептуне | |
Астрономы обнаружили связь между изменением об... |
![]() | |
Nature: Аппарат Solar Orbiter обнаружил струи газа из атмосферы Солнца | |
Анализ показывает, что министруйки газа с... |
![]() | |
Nature Astronomy: Астрономы могут наблюдать темные пятна на Нептуне с Земли | |
С помощью Очень большого телескопа, или V... |
![]() | |
Ученые ищут новые типы гравитационных волн в глубоком космосе | |
Ученые эффектно подтвердили существование грав... |
![]() | |
Nature Communications: астронавты теряют жир в костном мозге после приземления | |
Исследование, проведенное на 14 астронавт... |
![]() | |
Корейский астрофизик усомнился в корректности теории гравитации | |
Южнокорейский профессор Кю-Хюн Чэ провел ... |