中国科大视频：中国科大机器化学家采用火星陨石智能创制产氧催化剂

日前，中国科学技术大学罗毅、江俊、尚伟伟教授团队与深空探测实验室张哲研究员等合作，采用中国科大机器化学家“小来”系统，利用火星陨石制备出了实用的产氧电催化剂的消息，备受全世界关注！畅想一下吧， 未来，人类可能会在火星上制造一个个产氧小工场，在工场的屋顶上铺满产氧催化剂，只需要太阳光能驱动，就能达到人类生存所需要的氧气浓度指标……创造火星宜居环境、实现火星移民不再仅仅是梦想！回到实验室，这一次，2个月时间完成了以前需要2000年才能完成的复杂优化工作，中国科大的机器化学家小来立功了！

机器化学家探索星际资源示意图

就在前不久，科学家们在火星上发现了地下水，那我们能够在火星上通过电解水获得氧气吗？低温、低气压、高辐射的火星环境，对人类登陆后就地取材研制催化剂很不利，而从地球上运催化剂去火星，成本太高昂也不现实。最好的办法是在火星就地取材，创制出好用的催化剂来。但是，人类科学家又无法在无氧的火星环境下长期生存，该怎么办呢？解开这个难题的，就是不需要呼吸的特殊小伙伴小来。

安徽商报融媒体记者从中国科学技术大学获悉，机器化学家小来是全球首套数据智能驱动的机器化学家平台，相较于其他智能化学平台，小来能够通过阅读文献、专利有效汲取前人科学家的经验，同时它也可以结合理论或物理模型进行有目的、有方向的智能优化迭代。理论模型能够指导实验采样，所取得的实验结果通过迁移学习回过头来优化理论模型，这种理实交融的创制模式能够定位到真实全局最优解。除了独特的理实交融创制方式之外，小来拥有自主开发的操作系统，能够接入各类自动化化学实验设备，方便没有编程基础的科研人员使用。平台在覆盖化学研究全流程方面遥遥领先，确立了我国在智能化学创新领域的全球领跑地位。

这一次，小来就承担了利用未知的火星陨石在无人指导下创制有用的产氧催化剂的任务。据介绍，首先，它调用激光诱导击穿光谱设备，分析了陨石的元素成分。接下来，它开展理论模拟提供计算大数据，并配置原料溶液、搅拌、离心、吸液、烘干、制备催化剂、测试性能以获得实验数据。小来的“大脑”会实时处理理论和实验数据，建立智能预测模型。智能模型预测出最佳催化剂所需的火星陨石配比组合，指导机器人将其制备出来。目前，小来已成功利用五种火星陨石，在无人条件下创制出一款优秀的催化剂，其具有高稳定性和高活性，能够在极端的火星环境下持续地分解水并生产氧气。

很多人要问，火星制氧催化剂已经过实验室验证，是否就意味着该技术及平台在火星实际环境下运行已完全具备可行性？

据介绍，机器化学家小来通过卓越的工作证明了自己在人类不能胜任的地外极端环境下，能够实现星际资源的原位综合利用，完成无人条件下的创制优化工作。小来拥有自主计算实验和决策优化的能力，为未来地外文明探索提供了新的技术手段。实验中已经尽可能地模拟火星环境，例如低温等等，并已证明在这样的条件下，小来筛选出来的催化剂依然保持良好的电解水产氧性能。但是也需要承认，实验室验证火星制氧催化剂的成功并不完全意味着该技术及平台在火星实际环境下已经完全可行。因为模拟实验忽略了其他可能会影响催化剂在火星上性能的未知因素，比如重力、辐射等。因此，还需要进行大量的模拟实验进一步测试微重力、大气成分、温度波动、辐射等因素，并进行工程化结构设计和设备辐射防护的优化。

另外，除了在火星制氧，小来未来还有哪些可以拓展的实际应用场景？

据介绍，小来展示出来的理实交融的创制能力适用于几乎所有类型的化学化工研究中，例如能源化学、绿色化工、先进半导体等等，它也将会在对人类可能造成物理伤害的危险化学品研究领域发挥重要作用，例如含能材料、有毒化学品相关的研究。此外，随着通用智能的发展，小来的应用场景还可以向物理、生物、星际等领域辐射推广。

（安徽商报融媒体记者 胡霈霖/文 中国科大供图）