未来的太空旅行离不开这项技术突破

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最近，科学家在微重力条件下，只使用一个半导体和阳光，将水转化为氧气和氢气。这项技术可以使长距离太空旅行成为可能。

研究人员此前已经开发出了各种用于地球的水分解技术。最简单的方法之一为光催化作用——这项技术使用光子，一个半导体材料和水来产生电子空穴对。

当半导体材料吸收光子时，会释放出一个自由电子。这个反应从水里抽出一个质子，它可以和自由电子结合形成氢。由释放的电子所产生的空穴被一个来自水的电子所取代，与质子结合形成氧气。该系统可以为宇宙飞船生产氢燃料，为宇航员提供氧气。

为了观察这项技术是否能在微重力条件下工作，科学家将一个光催化系统放入一个落塔。当一个物体处于自由落体状态时，它会经历类似于微重力的环境。

光催化作用致使气泡在催化剂材料附近产生。在地球上，浮力使气泡浮在水面上。但在微重力条件下，气泡仍在催化剂附近。

科学家能够对催化剂材料的微观结构进行纳米尺度的改变，在表面上创造出微小的金字塔形状。这种纹理会使泡泡移动到金字塔的顶端并脱离出来。这项技术还不完善。尽管科学家能够将气泡从催化剂中分离出来，但它们仍然存在于水中。累积的泡沫降低了氢生产过程的效率。

​研究人员表示，围绕这个问题的工程解决方案将是成功在太空实施技术的关键，有一种可能是利用来自航天器旋转的离心力将气体从溶液中分离出来。

还有水供应的问题。虽然携带大量的水比携带大量的燃料更安全，但是水是很重的。长期的太空旅行需要外部资源。科学家希望太空挖掘操作能够从小行星上获取水。科学家表示，多亏了这项新研究，我们离长时间的人类太空飞行更近了一步。

研究人员的设计细节发表在本周的《自然通讯》（Nature Communications）杂志上。