Mars i nowa technologia uzdatniania wody

Niektórzy pewnie już teraz odwiedzają kasyno gry za darmo, z nadzieją, że uda im się wygrać pieniądze na ewentualną wycieczkę w kosmos. Nie da się bowiem ukryć, że badania nad podbojem kosmosu znacząco ruszyły i już niedługo będzie można nawet latać na skraj Ziemi i kosmosu. Naukowcy tymczasem opracowują nowe technologie, które kiedyś mogą przydać się astronautom. Jedną z nich jest uzdatnianie wody i zmiana gleby na Marsie.

Nowe badania i przyszłość na Marsie

Niedawno dowiedzieliśmy się, że zespół kierowany przez inżynierów z UC Riverside opracował specjalny katalizator służący do usuwania niebezpiecznej substancji chemicznej z wody na Ziemi. Sukces tego projektu może sprawić, że w przyszłości za pomocą tego urządzenia będzie można również uczynić glebę marsjańską bezpieczniejszą dla rolnictwa, jak i pomóc w produkcji tlenu dla przyszłych odkrywców Marsa.

Wszystko związane jest z nadchloranem. Jest to jon ujemny składający się z jednego atomu chloru związanego z czterema atomami tlenu. Od pewnego czasu wiemy, że występuje naturalnie w niektórych glebach na Ziemi, a dzięki wcześniejszym kosmicznym misjom wiemy, że szczególnie obficie występuje w glebie marsjańskiej. Działa jako silny utleniacz. Od dawna nadchloran jest również wytwarzany i stosowany w stałym paliwie rakietowym, fajerwerkach, amunicji, inicjatorach poduszek powietrznych w pojazdach, zapałkach, jak i racach sygnalizacyjnych. Jest także produktem ubocznym niektórych środków dezynfekujących i herbicydów.

Problem w tym, że ze względu na wszechobecność zarówno w glebie, jak i w produktach przemysłowych, nadchloran jest obecnie powszechnym źródłem zanieczyszczenia wody, które powoduje pewne zaburzenia pracy naszej tarczycy. Nadchloran bowiem akumuluje się w tkankach roślinnych. Sprawia to, że jego zbyt duża ilość w marsjańskiej glebie może być zagrożeniem dla przyszłych misji na Czerwoną Planetę. Na chwilę obecną ewentualna żywność uprawiana na Marsie będzie niebezpieczna do spożycia, co będzie sporym ograniczeniem dla ewentualnych kolonii. Sam nadchloran w pyle marsjańskim może być również niebezpieczny dla astronautów. Konieczne zatem są nowe technologie.

Dotychczasowe metody usuwania nadchloranu z wody wymagały albo trudnych warunków, albo wieloetapowego procesu enzymatycznego. Polegały na obniżeniu stopnia utlenienia pierwiastka chlorowego do nieszkodliwego jonu chlorkowego. Na pewien genialny pomysł wpadli Changxu Ren i Jinyong Liu z Marlan and Rosemary Bourns College of Engineering na UC Riverside. W swojej najnowszej pracy zainspirowali się naturą, aby w jednym prostym kroku zredukować nadchloran w wodzie pod ciśnieniem i w temperaturze otoczenia. Naukowcy wykorzystali ten fakt, że drobnoustroje beztlenowe wykorzystują molibden w swoich enzymach do redukcji nadchloranów, jak i również zbierania energii w środowiskach ubogich w tlen.

Metodą prób i błędów zdecydowali się zmieszać zwykły nawóz zwany molibdenianem sodu oraz organiczny ligand zwany bipirydyną. Miało to zapewnić wiązanie molibdenu i aktywację wodoru. Dzięki temu udało im się wykonać potężny katalizator, który szybko i skutecznie rozkłada nadchloran w wodzie przy użyciu gazowego wodoru w temperaturze pokojowej, i to bez udziału spalania. Z przeprowadzonych prób wynika, że ich wynalazek redukuje ponad 99,99% nadchloranu do chlorku i to niezależnie od początkowego stężenia nadchloranu. Jest on w stanie usunąć od mniej niż 1 miligrama do 10 gramów na litr. Dzięki temu nadawać się może do wykorzystania w różnych miejscach. Może służyć bowiem do rekultywacji zanieczyszczonych wód gruntowych, oczyszczania silnie zanieczyszczonych ścieków, jak i właśnie przystosowania Marsa do zamieszkania.

Taki wygodny system redukcji katalitycznej może pomóc także w zbieraniu tlenu z nadchloranu wymytego z marsjańskiej gleby.