研究人員已經啟動了確定液態溶劑的過程，這些溶劑有可能用於從月球和火星岩石的塵埃中提取必要的建築材料。這項研發是實現長期太空探索的重要一環。利用機器學習和計算建模，華盛頓州立大學的研究人員找到了約半打可提取月球和火星上可用於3D列印的材料的溶劑候選物。

這項工作由華盛頓州立大學機械與材料工程學院副教授蘇米克-班納吉（Soumik Banerjee）領導，在《物理化學雜誌B》（Journal of Physical Chemistry B）上進行了報道。

被稱為離子液體的強力溶劑是處於液態的鹽。 “機器學習工作把我們從20,000 英尺的高度降到了1000 英尺的水平，”Banerjee 說。 “我們能夠非常快速地向下選擇大量離子液體，然後我們還能科學地理解決定溶劑是否能夠溶解材料的最重要因素。”

美國國家航空暨太空總署（NASA）資助了Banerjee的工作，作為其Artemis任務的一部分，NASA希望將人類送回月球，然後再送往火星等更深的太空。但是，要使這樣的長期任務成為可能，太空人就必須利用這些地外環境中的材料和資源，使用3D列印技術利用從月球或火星土壤中提取的基本元素製造結構、工具或零件。

Banerjee說：「對美國國家航空暨太空總署來說，原地資源利用是未來幾十年的一件大事。否則，我們將需要從地球運載高得嚇人的材料」。

取得這些建築材料必須以環保和節能的方式進行。開採元素的方法也不能使用水，因為月球上沒有水。

Banerjee 的研究小組十多年來一直在研究用於電池的離子液體，這可能是答案。

然而，在實驗室測試每種候選離子液體既昂貴又耗時，因此研究人員利用機器學習和原子級的建模技術，從數十萬種候選離子液體中篩選出了幾種。他們尋找那些可以消化月球和火星材料，提取鋁、鎂和鐵等重要元素，可以自我再生，或許還能產生氧氣或水作為副產品，幫助提供維生的離子液體。

在確定溶劑所需的優良品質後，研究人員找到了大約六種非常理想的候選溶劑。成功的重要因素包括組成鹽的分子離子的大小、表面電荷密度（即離子單位面積上的電荷）以及離子在液體中的流動性。

在另一項研究中，研究人員與科羅拉多大學的研究人員合作，在實驗室中測試了幾種離子液體溶解化合物的能力。他們希望最終能建造一個實驗室規模或中試規模的反應器，並用從月球獲取到的材料測試候選溶劑。

編譯來源：ScitechDaily