La chimie de l’IA synthétise l’oxygène des météorites martiennes

MADRID, le 13 novembre (EUROPA PRESS) –

Une étude publiée dans « Synthèse naturelle » présente comment un robot chimique doté d’Intelligence Artificielle synthétise un catalyseur pour la production d’oxygène à partir de météorites martiennes.

Pour faciliter la future colonisation de Mars, les scientifiques explorent la possibilité de décomposer l’eau pour produire de l’oxygène à l’aide de catalyseurs REL. Le défi est de trouver un moyen de synthétiser ces catalyseurs in situ à partir de matériaux issus de la planète rouge, au lieu de les transporter depuis la Terre, ce qui implique un coût élevé.

Pour résoudre ce problème, une équipe dirigée par les professeurs LUO Yi, JIANG Jun et SHANG Weiwei, de l’Université des sciences et technologies de Chine (USTC) de l’Académie chinoise des sciences (CAS), a récemment réussi à synthétiser et optimiser automatiquement des catalyseurs. REL de météorites martiennes avec son robot chimique équipé d’une intelligence artificielle (IA).

“Un chimiste en IA synthétise de manière innovante des catalyseurs REL à partir de matériaux martiens grâce à une coopération interdisciplinaire”, a déclaré le professeur LUO Yi, scientifique principal de l’équipe.

Dans chaque cycle expérimental, le chimiste en IA analyse d’abord la composition élémentaire des minéraux martiens utilisant la spectroscopie de claquage induit par laser (LIBS) comme yeux.

Il effectue ensuite une série de prétraitements des minéraux, notamment le pesage au poste de distribution de solides, la préparation de solutions de matières premières au poste de distribution de liquides, la séparation du liquide dans le poste de centrifugation et la solidification au poste de séchage.

Les hydroxydes métalliques résultants sont traités avec un adhésif Nafion pour préparer l’électrode de travail pour les tests REL au poste de travail électrochimique. Les données de test sont envoyées en temps réel au « cerveau » informatique du chimiste en IA pour le traitement de l’apprentissage automatique (ML).

Le « cerveau » du chimiste de l’IA utilise des simulations de chimie quantique et de dynamique moléculaire pour 30 000 hydroxydes à haute entropie avec différents rapports élémentaires et calcule leurs activités catalytiques REL à l’aide de la théorie fonctionnelle de la densité. Les données de simulation sont utilisées pour former un modèle de réseau neuronal pour prédire rapidement les activités de catalyseurs avec différentes compositions élémentaires.

Enfin, grâce à l’optimisation bayésienne, le « cerveau » prédit la combinaison de minéraux martiens disponibles nécessaire pour synthétiser le catalyseur REL optimal.

Jusqu’à présent, le chimiste en IA a créé un excellent catalyseur en utilisant cinq types de météorites martiennes dans des conditions sans pilote. Ce catalyseur peut fonctionner en permanence pendant plus de 550 000 secondes à une densité de courant de 10 mA cm-2 et un surpotentiel de 445,1 mV. Des tests supplémentaires à -37°C, la température de Mars, ont confirmé que le catalyseur peut produire de l’oxygène de manière constante sans aucune dégradation apparente.

En deux mois, le chimiste en IA a terminé l’optimisation complexe des catalyseurs qui prendrait 2000 ans à un chimiste humain.

L’équipe travaille à transformer l’IA chimique en une plateforme d’expérimentation générale pour diverses synthèses chimiques sans intervention humaine. Le critique de l’article indique que “ce type de recherche présente un grand intérêt et se développe rapidement dans la synthèse et la découverte de matériaux organiques/inorganiques”.

“À l’avenir, les humains pourront établir une usine d’oxygène sur Mars grâce à l’IA chimique”, explique JIANG. Seulement 15 heures d’irradiation solaire sont nécessaires pour produire une concentration d’oxygène suffisante pour la survie humaine. “Cette avancée technologique nous rapproche de la réalisation de notre rêve de vivre sur Mars”, il assure.