Ricercatori presso la Washington State University stanno compiendo progressi significativi nella ricerca di solventi liquidi che potrebbero rivoluzionare l’estrazione di materiali fondamentali dalla superficie lunare e marziana. Questo lavoro è essenziale per supportare i viaggi spaziali a lungo termine.
Utilizzando un approccio basato sull’apprendimento automatico e la modellazione computazionale, il team ha identificato diversi solventi promettenti chiamati liquidi ionici, in grado di estrarre materiali utilizzabili per la stampa 3D dalla polvere di roccia lunare e marziana. Il loro studio, pubblicato sul Journal of Physical Chemistry B, è guidato dal professore associato Soumik Banerjee, della Scuola di Ingegneria Meccanica e dei Materiali della WSU.
I liquidi ionici sono sali che si trovano in uno stato liquido. Questa ricerca ha permesso di selezionare rapidamente solventi efficaci e comprendere i fattori critici che determinano la capacità di un solvente di dissolvere i materiali.
La NASA, che ha finanziato questa ricerca nell’ambito della missione Artemis, mira a riportare gli esseri umani sulla Luna e successivamente su Marte. Tuttavia, per rendere possibili queste missioni, gli astronauti dovranno utilizzare risorse locali per la costruzione e utilizzare la stampa 3D per creare strutture e strumenti. L’uso di risorse in loco è essenziale per ridurre la dipendenza dalla Terra.
Il metodo di estrazione dei materiali deve essere efficiente dal punto di vista energetico e rispettoso dell’ambiente, evitando l’uso dell’acqua, che non è disponibile sulla Luna. Qui entrano in gioco i liquidi ionici, che possono svolgere un ruolo chiave in questo processo.
Poiché testare ogni candidato liquido ionico in laboratorio richiederebbe tempo e risorse considerevoli, i ricercatori hanno utilizzato l’apprendimento automatico e la modellazione atomica per restringere la selezione tra centinaia di migliaia di candidati. Questi solventi devono essere in grado di digerire materiali lunari e marziani, estrarre elementi chiave come alluminio, magnesio e ferro, rigenerarsi e, possibilmente, produrre ossigeno o acqua come sottoprodotto per il supporto vitale.
Identificando le qualità essenziali dei solventi, i ricercatori hanno individuato diversi candidati altamente promettenti. Fattori chiave per il successo includono la dimensione degli ioni molecolari che compongono i sali, la densità di carica superficiale e la mobilità degli ioni nei liquidi.
In collaborazione con ricercatori dell’Università del Colorado, i ricercatori hanno già testato alcuni liquidi ionici in laboratorio per verificarne l’efficacia nel dissolvere i composti. L’obiettivo futuro è costruire un reattore su scala di laboratorio o pilota per testare questi solventi con materiale simile alla regolite lunare.
