超便携储氧材料：潜水员或能告别氧气瓶 | 科学人 | 果壳网 科技有意思
超便携储氧材料：潜水员或能告别氧气瓶
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本文作者:环球科技观光团
（/译）近日，南丹麦大学的研究者们合成了一种新的晶体材料，可以结合并存储高浓度的氧气，然后在需要时释放存储的氧气。相关研究论文发表在《化学科学》（Chemical Science）上。
南丹麦大学物理、化学和药学系的克里斯汀·麦肯齐（Christine McKenzie）教授及博士后乔纳斯·桑德博格（Jonas Sundberg）完成了材料的设计与合成，他们在悉尼大学的同事则参与完成了需要特殊测量仪器进行的气体吸收测量工作。一桶（10升）这样的材料就足可以吸附一个房间内的所有氧气了。
在大多数情况下，空气中21%的氧气浓度就足够我们呼吸了。但有时我们需要更高浓度的氧气：例如肺病癌患者必须携带沉重的氧气瓶，汽车燃料电池也需要可控的氧气供应。也许在今后，太阳能驱动的“可逆”燃料电池也将问世，这些设备需要我们把氧和氢分离开，然后再混合它们来产生能量。
“在实验室中，我们观察到了这种该材料如何从我们周围的空气中吸附氧气。”麦肯齐介绍说。这种新材料是一种晶体，利用X射线衍射技术，研究者观察了其充满或者完全释放氧气后，材料内部原子的排列情况。
克里斯汀·麦肯齐（中）和同事们。图片来源：University of Southern Denmark
“尽管它是通过选择性化学吸附来结合氧气的，但反应过程并不是不可逆的。这种材料既是一个氧感受器，也是一个氧存储器，我们可以利用它结合、存储并运输氧气，就像一个结实的人工血红蛋白。”麦肯齐说，“另一件有趣的事是，这种材料能够多次吸收和释放氧，而不影响性能。就如同把一块海绵放入水中，再把水挤出来，这个过程可以反复多次。”
一旦该材料吸附氧气后，氧气可以一直存储在材料中，到需要的时候再释放出来。需要释放氧气时，可以缓慢加热材料，或者把它放在低氧分压的环境中。“当我们对材料进行加热，或者将其放置在真空中时，它会把氧气释放出来。我们现在想知道光是否也可以让该材料释放出氧气。如果可以，将会在人工光合作用领域具有很好的应用前景。”麦肯齐说。
通过对储存了氧气的材料进行加热，材料所吸附的氧气就会被释放出来。图片来源：University of Southern Denmark
该新材料的关键部分是结合在一种特殊有机分子上的钴元素。麦肯齐指出：“钴使得新材料具有了能够从周围环境吸附氧气得的分子和电子结构。这种机理在需氧生物身上研究得很透彻：人类和很多其他生物通过铁元素进行呼吸，而其它动物，例如螃蟹和蜘蛛，则是依靠铜元素。少量的金属元素对氧气的吸附很重要，因此实际上，我们对于钴元素在新材料吸氧过程中所发挥的作用也并不感到惊奇。”
根据大气的氧含量、温度和压力等因素，该材料吸附其周围氧气所需要的时间从几秒、几分钟、几小时到几天不等。不同形态的材料吸附氧气的速度也不同。正因为如此，人们可以有针对性地设计材料，以满足不同环境下，吸附和/或释放氧的需要。比如，把这种材料按照特定的顺序安装在面罩上，或许就可以在没有气泵或高压设备的情况下，让佩戴者直接获取空气中的氧气了。“这种材料在氧饱和的条件下可以与加压后的纯氧气瓶相媲美——而且它存储的氧气是氧气瓶的三倍。”麦肯齐说，“这点对于需要携带沉重氧气瓶的肺病患者来说可能很有价值。同样，潜水员也可以用这种材料替代氧气瓶，只需带一点儿这种材料就可以进行潜水了。”（编辑：球藻怪，Calo）
文章题图：pubs.rsc.org
Science Daily, New material steals oxygen from air
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生物化学与分子生物学博士生
hmm，做出来好像会有很多不同的玩法……
有一些问题。1 钴的成本2 如果空气中混合有有害气体，是否在某种特殊情况下这种材料连有害气体也会吸附3 能否将材料放在水中吸附氧气4 材料能否用于太空活动，如何运用
生产一大块，把地球氧气吸光。。。。
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全部评论(43)
生物化学与分子生物学博士生
hmm，做出来好像会有很多不同的玩法……
前排来自山寨果壳.wp
一个大炸弹。
造个锅送给仇家，然后期望他家不是用电磁炉或者电陶炉做饭
生产一大块，把地球氧气吸光。。。。
3倍。。。会爆炸么
抗霾新品*_*
有一些问题。1 钴的成本2 如果空气中混合有有害气体，是否在某种特殊情况下这种材料连有害气体也会吸附3 能否将材料放在水中吸附氧气4 材料能否用于太空活动，如何运用
许多情况下用的并不是纯氧，比如潜水。这种需要一定配比的混合气体的场景不知道能不能应用
这个有问题，只能吸附纯氧的话潜水是没法用的，水中没有空气稀释，呼吸纯氧会氧中毒
这个材料应该在航天领域也有很好的发展前景。
引用 的话：这个有问题，只能吸附纯氧的话潜水是没法用的，水中没有空气稀释，呼吸纯氧会氧中毒再开发一种吸附氮气的呗...
天天上果壳除了吹水就是看看科技的发展,总能很快乐
居家旅行杀人必备啊...把一大块和人关起来,过一会,憋死了
还以为是可以过滤出水中的氧气。。。
引用 的话：居家旅行杀人必备啊...把一大块和人关起来,过一会,憋死了够呛，憋死前那人会先把自己喉咙挠破，或者那人会抱着一大块用体温加热释放氧气！
引用 的话：居家旅行杀人必备啊...把一大块和人关起来,过一会,憋死了其实直接关起来就能憋死。
引用 的话：杀你妈举报狂人在哪里……
引用 的话：居家旅行杀人必备啊...把一大块和人关起来,过一会,憋死了氧分压低了可能就不吸了，只是不知道氧分压降低到哪个程度才达到它的平衡点
其实潜水中CCR系统理论上是可以只用纯氧，循环氮气作为补充，但是我印象中好像现在用的都是两个气瓶，一个纯氧一个Nitrox高氧气瓶（自己只是中阶开放水域潜水员……没资格学CCR）。但是我第一个潜水教练是前北海舰队潜水员，现在是搞潜水设备的，他们就有一款只用带纯氧瓶和二氧化碳吸附剂的，不过安全起见会带一瓶Nitrox以防漏气。
例如肺病癌患者必须携带沉重的氧气瓶肺病癌？
加热释放氧气……嗯……玩法不止用来供氧一种……
就算3倍于普通氧气瓶的储量也不比现有的封闭式呼吸循环设备（过氧化钠）强啊，做到一般潜水用氧气瓶大小够用9小时，过氧化钠呼吸器体积比氧气瓶小还能用12小时。要是成本能足够低的话倒有可能成为氧气瓶的替代品
这简直是抗霾神器啊，以后帝都市民都不需要呼吸了，直接把这种材料放进肺里，定期去医院更换或者加氧好了。。。。。。
钴的毒性。。。
首先用在航天服上啊
引用 的话：举报狂人在哪里……已点击~
引用 的话：生产一大块，把地球氧气吸光。。。。这反应是可逆的，同时考虑到地球上钴元素储量，应该不可能吸光呢??o?o??
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& 潜水装备的氧气瓶的氧气在哪里可以灌
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如题，求告知。急急急。
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武汉的潜水俱乐部在哪，有人知道吗？
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大氧气瓶我这里很多，小的没有
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mm1218 发表于
大氧气瓶我这里很多，小的没有
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大宝贝阿黎 发表于
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武汉奥体中心
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我认识医院的可以用么
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灌的不是氧气，是压缩空气 武钢北湖加气站可以加气
得意生活 & 得意 & 得意DEYI &
版权所有& Powered by爱潜水的小伙伴看过来！这个氧气罐不仅能走哪带哪，还可以人工打气
来源:猎云网
原标题：爱潜水的小伙伴看过来！这个氧气罐不仅能走哪带哪，还可以人工打气【猎云网（微信号：ilieyun）】6月23日报道（编译：冷洁）　　作为一个独立的水下呼吸器潜水系统，Scorkl能让用户自行填充氧气罐，该氧气罐可一次性在水下使用十分钟。　　说到这里不得不提一下AirBuddy，这个装置在发布时宣称用户不必接受任何专业训练、获得相关资格证书，就能够尝试潜水。最近，一个名叫Scorkl的装置站在AirBuddy的肩膀上更进一步，给用户以更多的自由去探索广阔的海底世界。　　Scorkl这个名字由潜水器潜水（scuba diving）和浮潜（snorkeling）两个词整合而来，前几天刚在Kickstarter众筹平台发布。简单地说，它是一个轻量级的自携式水下呼吸器潜水系统，配备一个微型氧气罐、一个永续稳压器和一个测压表。它十分小巧便携，甚至可以带上飞机。因此，对于那些喜欢到处旅行的或是不愿意为下水做太长时间准备的人来说，这是一个不错的选择。　　这个系统能让用户在浅水区域潜水，并能在水底坚持长达10分钟。Scorkl的设计师表示，尽管它们对外宣称用户最好只在海平面下10米以内活动，但如果潜水者有资格认证的话，即使在海平面以下20米也是安全无虞的。它们也强调，如果没有任何资格认证，3米以内当然是最安全的。到那里可以买到潜水氧气空瓶,大概单价是多少?_百度知道
到那里可以买到潜水氧气空瓶,大概单价是多少?
国产不锈钢瓶，上海潜水装备厂，元一只。寿命5年左右。进口铝瓶，2500左右，寿命8年。上海联合水肺潜水俱乐部
采纳率：47%
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