اكتشاف بلورة تساعد في حل مشكلة الأكسجين وتقوم بامتصاصه وتخزينه

لا يخفى على أحد أهمية الهواء في حياة كل إنسان يعيش على هذا الكوكب بل لجميع المخلوقات التي تسكن معنا على هذا الكوكب العظيم ، ومن المكونات الأساسية للهواء الجوي الذي نحتاجه عنصر هو الأهم لنا البشر ولجميع المخلوقات والكائنات الحية ، هذا العنصر هو الأكسجين ، والأكسجين يمثل 21 % من الهواء ككل ، وهذه النسبة هي التي تتاح للكائنات الحية استخدامها ، أما نسب الأكسجين الأخرى تكون موجودة في صور كثيرة أخرى وعبارة عن كتل ثقيلة ومرهقة ، وباكتشاف المادة البلورية التي نحن بصدد الحديث عنها نجد حلاً كبيراً لهذه المشكلة المعضلة .

تم نشر دراسة في مجلة العلم الكيميائي لفريق قام بتطوير المادة والتي باستطاعتها امتصاص وتخزين الأوكسجين على مستويات أعلى بـ 160 مرة من الهواء وترأس هذا الفريق كريستين ماكنزي من جامعة جنوب الدنمارك .

تستطيع عشر ليترات ( 2.6 جالونات) من المادة  سحب كل الأوكسجين من الغرفة ، تقوم المادة بالتقاط الأوكسجين إلى حين تسمح لها الأحوال البيئية، مثل الحرارة أو الضغط المنخفض، إلى إعادة إطلاق الأوكسجين من جديد. هذا يتشابه مع طريقة عمل الهيموغلوبين Hemoglobin في مجرى الدم، حيث يتم إلتقاط الأوكسجين من الرئة و يعاد إطلاقه في المكان الذي يحتاج إليه. يستطيع الباحثون بهذه الطريقة إنتزاع الأوكسجين حسب الطلب، ولكن الأحوال البيئية تؤثر طبعاً في الكمية التي تستطيع المادة امتصاصها .

تقول مكنزي : من الجوانب المهمة لهذه المادة هو أنها لا تتفاعل بشكل غير رجعي مع الأوكسجين، مع العلم أنها تمتصه بشكل كيميائي-إلتصاقي انتقائي ، وتتابع بقولها: المادة هي بنفس الوقت مستشعر وخزان للأوكسجين- نستطيع استخدامها لإلتقاط وتخزين ونقل الأوكسجين- مثل هيموغلوبين صلب اصطناعي .


مثلما يحتاج الهيموغلوبين للحديد حتى يعمل، تحتاج هذه المادة لمعدن لإلتقاط الأوكسجين. الفريق استخدم معدن الكوبالت Cobalt المنسق بطريقة خاصة لإنشاء جزيء باستطاعته إلتقاط غاز الأوكسجين.

 تشرح مكنزي بقولها: “الكوبالت Cobalt يعطي المادة الجديدة البنية الجزيئية والإلكترونية المناسبة لجعلها قادرة على امتصاص الأوكسجين من محيطها.” وتتابع “هذه الآلية معروفة من قبل جميع المخلوقات التي تتنفس على وجه الأرض: يستخدم البشر وعدة حيوانات أخرى الحديد، بينما تستخدم حيوانات أخرى، مثل السلطعون والعنكبوت، النحاس. تعتبر كميات قليلة من المعادن مهمة لامتصاص الأوكسجين، لذلك ليس من المفاجئ أن نرى هذا الأثر في مادتنا الجديدة.”
هناك آثار عديدة لهذا البحث. حيث يمكن استخدامه للمساعدة في التمثيل الضوئي الإصطناعي Artificial Photosynthesis أو لتصنيع أنواع جديدة من خلايا الوقود Fuel Cells. الاستخدام الأكبر والأوضح سيكون لتأمين الأوكسجين للغطاسين أو للذين يحتاجونه لأسباب طبية، ما يؤدي لتخفيض عبء الجرات التقليدية.

تقول مكنزي: “من الممكن أن يكون هذا ذو قيمة لمرضى الرئة الذين هم مجبورون على حمل جرات الأوكسجين الثقيلة معهم. ولكن سيتكمن الغطاسون أيضاً في يوم من الأيام من ترك جرات الأوكسجين في المنزل و الإستحصال، كحل بديل، على الأوكسجين من هذه المادة التي تقوم “بتنقية” وتركيز الأوكسجين من الهواء المحيط أو حتى الماء.” وتتابع حديثها: “حبيبات قليلة تحتوي على أوكسجين كافٍ لنفس واحد، وفي الوقت الذي تستطيع المادة امتصاص الأوكسجين من الماء المحيط بالغطاس وتزويده به، لن يحتاج الغطاس لجلب اكثر من تلك الحبيبات القليلة.