Ten materiał pozwoli ludziom swobodnie oddychać pod wodą!
Czasy, w których nurkowanie pod wodą wymagało specjalistycznego sprzętu i butli z tlenem powoli odchodzą do lamusa. Naukowcom udało się stworzyć materiał, dzięki któremu będzie możliwe oddychanie pod jej powierzchnią. To także szansa dla wszystkich chorych, którzy wymagają stałego podawania tlenu, a także szansa na znacznie dłuższe i tańsze loty kosmiczne. We wszystkich tych przypadkach potrzebny jest tlen w znacznie wyższym stężeniu, niż występujący w powietrzu, którym oddychamy na co dzień.
12.03.2016 | aktual.: 16.03.2016 18:40
Naukowcom z Uniwersytetu Południowej Danii udało się wytworzyć materiał o niezwykłych właściwościach. Jego sekretem są kryształy, które mogą absorbować ogromne ilości tlenu i to zarówno z powietrza, jak i z wody. Ich chłonność jest tak duża, że bez najmniejszego problemu potrafią utrzymywać w sobie gaz w stężeniu 16. razy wyższym, niż występuje to naturalnie w powietrzu. Wystarczy zaledwie dziesięciolitrowe wiadro zawierające kryształy, aby usunąć cały tlen znajdujący się w całkiem sporym pomieszczeniu i to ze skutecznością wynoszącą 99 proc. W teorii wystarczyłaby zaledwie garść kryształów, aby uwolnić nurków od konieczności schodzenia pod wodę z dużymi, ciężkimi i nieporęcznymi butlami. Nawet jeśli tlen zawarty w kryształach się wyczerpie, to są one w stanie uzupełnić jego brak pobierając go bezpośrednio z wody.
Sekretem nowego materiału jest kobalt, który został umieszczony w specjalnie zaprojektowanej cząsteczce organicznej. Metal ten działa zgodnie z dobrze poznanymi naukowcom zasadami udziału metali w transporcie tlenu. Przykładowo, u ludzi jest to żelazo, ale np. u stawonogów miedź. Także to, iż wiele substancji reaguje z tlenem nie jest dla nikogo dziwne. Połączenie tlenu z wodorem tworzy mieszaninę wybuchową, pod wpływem tlenu jełczeje pożywienie czy też zmienia się smak wina. Są to jednak wszystko reakcje nieodwracalne. W tym przypadku, reakcja kryształów z tlenem jest w pełni odwracalna, a do tego powtarzalna. Naukowcy schemat działania kryształów przyrównują do zwykłej gąbki kuchennej, którą można wielokrotnie zmoczyć, a następnie wycisnąć lub do hemoglobiny, która w ludzkim organizmie odpowiada za transport tlenu.
Szybkość do absorbcji jest różna w zależności od warunków otoczenia. Na jej tempo wpływa ciśnienie, temperatura i procentowa zawartość tlenu. Naukowcy opisują, że czas potrzebny na wypełnienie kryształów „do pełna”. może wynosić od kilku sekund, do nawet kilku dni. Zmieniając jednak strukturę materiału, możliwe jest swobodne regulowanie tego parametru i dopasowanie go do konkretnej potrzeby. Ta ostatnia właściwość to ogromna nadzieja dla szybkiego rozwoju ogniw paliwowych, a także medycyny. Możliwe będzie także konstruowanie specjalnych masek tlenowych np. do ekstremalnej wspinaczki wysokogórskiej. Odpowiednio ułożone warstwy materiału będą wówczas uwalniały zapas w tlenu wraz ze spadkiem ciśnienia na coraz większych wysokościach. Warto wspomnieć, że „pojemność” kryształów jest trzykrotnie większa, niż butla ze sprężonym, czystym tlenem o tej samej objętości.
Zaletą kryształów jest ich bardzo prosta „obsługa”. Do uwolnienia tlenu nie są konieczne żadne specjalne reakcje chemiczne –. wystarczy podnieść ich temperaturę lub obniżyć ciśnienie powietrza w otoczeniu. Ta właściwość znacznie upraszcza i ułatwia komercyjne zastosowanie wynalazku. Zespół badawczy szuka jednak dodatkowych metod, które mogłyby w jeszcze prostszy sposób uwolnić tlen. Jedną z nich być może będzie ekspozycja na światło, co jeszcze bardziej ułatwiłoby konstruowanie urządzeń korzystających z takiej technologii.
Leszek Pawlikowski/jb
