Los investigadores han iniciado el proceso de identificación de disolventes líquidos que podrían utilizarse para extraer los materiales de construcción necesarios del polvo de las rocas lunares y marcianas. Esta investigación y desarrollo es una parte importante para permitir la exploración espacial a largo plazo. Utilizando aprendizaje automático y modelos computacionales, investigadores de la Universidad Estatal de Washington han identificado alrededor de media docena de candidatos a solventes que podrían extraer materiales en la Luna y Marte que podrían usarse para la impresión 3D.
El trabajo, dirigido por Soumik Banerjee, profesor asociado de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Materiales de la Universidad Estatal de Washington, se publicó en el Journal of Physical Chemistry B.
Los disolventes potentes llamados líquidos iónicos son sales en estado líquido. "El trabajo de aprendizaje automático nos llevó desde 20.000 pies hasta el nivel de 1.000 pies", dijo Banerjee. "Pudimos seleccionar una gran cantidad de líquidos iónicos muy rápidamente y luego pudimos comprender científicamente los factores más importantes que determinan si un disolvente puede disolver un material".
El trabajo de Banerjee está financiado por la NASA, que espera llevar a los humanos a la Luna y luego a las profundidades del espacio, incluido Marte, como parte de su misión Artemisa. Pero para hacer posibles misiones de tan largo plazo, los astronautas tendrán que aprovechar materiales y recursos que se encuentran en estos entornos extraterrestres, utilizando tecnología de impresión 3D para crear estructuras, herramientas o piezas a partir de elementos básicos extraídos del suelo lunar o marciano.
"Para la NASA, la utilización de recursos in situ será un gran tema en las próximas décadas", dijo Banerjee. "De lo contrario, necesitaremos transportar cantidades prohibitivamente altas de material desde la Tierra".
La adquisición de estos materiales de construcción debe realizarse de forma respetuosa con el medio ambiente y ahorrando energía. El método de extracción del elemento tampoco puede utilizar agua, porque no hay agua en la luna.
El grupo de investigación de Banerjee ha estado estudiando líquidos iónicos para baterías durante más de una década y esta puede ser la respuesta.
Sin embargo, probar cada líquido iónico candidato en el laboratorio es costoso y requiere mucho tiempo, por lo que los investigadores utilizaron técnicas de aprendizaje automático y modelado a nivel atómico para examinar cientos de miles de líquidos iónicos candidatos. Están buscando líquidos iónicos que puedan digerir materiales lunares y marcianos, extraer elementos vitales como aluminio, magnesio y hierro, regenerarse y tal vez producir oxígeno o agua como subproducto para ayudar a proporcionar soporte vital.
Después de determinar las cualidades deseables de un disolvente, los investigadores encontraron alrededor de seis candidatos altamente deseables. Los factores importantes para el éxito incluyen el tamaño de los iones moleculares que forman la sal, la densidad de carga superficial (es decir, la carga por unidad de área del ion) y la movilidad de los iones en el líquido.
En otro estudio, los investigadores, en colaboración con investigadores de la Universidad de Colorado, probaron varios líquidos iónicos en el laboratorio para determinar su capacidad para disolver compuestos. Esperan eventualmente construir un reactor a escala piloto o de laboratorio y probar solventes candidatos utilizando materiales obtenidos de la luna.
Fuente compilada: ScitechDaily