Os pesquisadores iniciaram o processo de identificação de solventes líquidos que poderiam ser potencialmente usados para extrair materiais de construção necessários da poeira das rochas lunares e marcianas. Esta pesquisa e desenvolvimento são uma parte importante para permitir a exploração espacial de longo prazo. Usando aprendizado de máquina e modelagem computacional, pesquisadores da Universidade Estadual de Washington identificaram cerca de meia dúzia de candidatos a solventes que poderiam extrair materiais na Lua e em Marte que poderiam ser usados para impressão 3D.
O trabalho, liderado por Soumik Banerjee, professor associado da Escola de Engenharia Mecânica e de Materiais da Universidade Estadual de Washington, foi relatado no Journal of Physical Chemistry B.
Solventes poderosos chamados líquidos iônicos são sais no estado líquido. “O trabalho de aprendizado de máquina nos levou de 20.000 pés até o nível de 1.000 pés”, disse Banerjee. "Conseguimos selecionar um grande número de líquidos iônicos muito rapidamente e, então, compreender cientificamente os fatores mais importantes que determinam se um solvente pode dissolver um material."
O trabalho de Banerjee é financiado pela NASA, que espera levar os humanos de volta à Lua e depois às profundezas do espaço, incluindo Marte, como parte da sua missão Artemis. Mas para tornar possíveis essas missões de longo prazo, os astronautas terão de explorar materiais e recursos encontrados nestes ambientes extraterrestres, utilizando tecnologia de impressão 3D para criar estruturas, ferramentas ou peças a partir de elementos básicos extraídos do solo lunar ou marciano.
“Para a NASA, a utilização de recursos in situ será algo importante nas próximas décadas”, disse Banerjee. “Caso contrário, precisaremos transportar quantidades proibitivamente elevadas de material da Terra”.
A aquisição destes materiais de construção deve ser feita de uma forma amiga do ambiente e com poupança de energia. O método de mineração do elemento também não pode utilizar água, pois não há água na lua.
O grupo de pesquisa de Banerjee estuda líquidos iônicos para baterias há mais de uma década e esta pode ser a resposta.
No entanto, testar cada candidato a líquido iônico em laboratório é caro e demorado, então os pesquisadores usaram técnicas de aprendizado de máquina e modelagem em nível atômico para peneirar centenas de milhares de candidatos a líquidos iônicos. Eles procuram líquidos iônicos que possam digerir materiais lunares e marcianos, extrair elementos vitais como alumínio, magnésio e ferro, regenerar-se e talvez produzir oxigênio ou água como subproduto para ajudar a fornecer suporte à vida.
Depois de determinar as qualidades desejáveis de um solvente, os pesquisadores encontraram cerca de seis candidatos altamente desejáveis. Fatores importantes para o sucesso incluem o tamanho dos íons moleculares que compõem o sal, a densidade de carga superficial (ou seja, a carga por unidade de área do íon) e a mobilidade dos íons no líquido.
Em outro estudo, os pesquisadores, trabalhando com pesquisadores da Universidade do Colorado, testaram vários líquidos iônicos em laboratório quanto à sua capacidade de dissolver compostos. Eles esperam eventualmente construir um reator em escala de laboratório ou piloto e testar solventes candidatos usando materiais obtidos na lua.
Fonte compilada: ScitechDaily