由于当前的危机,印度人转向黑市以高价购买氧气。这场危机的部分原因是在世界范围内制造、储存和运输医用氧气方法问题,该局势促使科学家们努力寻找更便宜的替代品。障碍
氧气通常是从液化空气中获取,工程师利用一系列过程将我们呼吸的空气转化为液体,然后蒸馏以分离空气中的元素,其中包括氧气。
但这个过程需要大量的能源和庞大的工业设施,因此,工厂分布在世界上少数几个国家,大部分在北半球,与此同时,液氧也必须在高压下储存和运输;这会造成严重的后勤问题和安全问题,因为氧气是一种潜在的爆炸性物质。
这意味着氧气生产过程中的主要障碍在于储存氧气的容器,美国依靠高压管运输加压氧气,而欧洲则使用巨大储存罐来运输液氧。
在低收入国家中,氧气被分配到仅由少数化学公司制造的气瓶中,安全处理液氧需要许多预防措施和适当的培训。
事实上,发展中国家缺乏生产液氧的基础设施,并缺乏将液氧轻松且低廉运送至各地医院的方法。
选择
作者指出,另一种医用氧气的制造方法是使用制氧机器,即通过使用一系列膜、多孔材料和过滤器去除氮气——占空气78% 的一种气体,这是一项经过充分研究的技术,始于 70 年代中期。
这些设备将空气中的氧气浓度提高了 95% 以上,而该设备的优点是可以小规模生产,方便在医院或疗养院中使用,现在已经可以商业化购买;但这些设备价格昂贵,而且难以在发展中国家制造。
作者表示,他的团队正在研究新型材料,无需过高成本即可储存气体,并能分离空气中各种成分,他们的研究包括开发两种主要类型的多孔材料,即沸石(硅、铝和氧的晶体)和金属有机框架材料(MOFs)。
这些多孔材料就像海绵一样储存大量液体,虽然沸石和金属有机框架材料孔隙可能看起来很小;然而,这些材料的总表面积是巨大的,一克MOFs的标准面积为7000多平方米,这两种材料此前已被开发用于储气、净化、碳捕集和集水。
与剑桥精密工程(Cambridge Precision)公司和全球平等中心公司(Centre for Global Equality)合作,吉米尼兹团队部分成员着手研究这两种材料在储存氧气方面的可用性,并成功开发出最初模型,他们希望在两个月内开发出最终形式,并开始寻求批准将其用于医疗目的。
作用机制
作者解释说,他的团队项目依赖于空气流通过一个充满多孔材料的铝制圆柱体,