Luister naar dit Artikel

Het vermogen om onder water te ademen zonder zuurstoftanks is al lang een droom van de mensheid. Nu wordt het zeer waarschijnlijk realiteit, dankzij het zogenaamde Aquaman-kristal, gecreëerd door wetenschappers van de Universiteit van Zuid-Denemarken. Het is een kristallijn materiaal dat zuurstof uit de omgeving kan opnemen en opslaan, zodat het later kan worden afgegeven wanneer en waar nodig.

Het materiaal werd gesynthetiseerd door professor Christine McKenzie en postdoc Jonas Sundberg, die röntgendiffractie gebruikte om de rangschikking van atomen in het materiaal te bestuderen wanneer het werd gevuld met zuurstof, evenals wanneer het werd geleegd.

Het “Aquaman-kristal” dankt veel van zijn vermogen om zuurstof uit de omgeving te absorberen aan kobalt, het hoofdbestanddeel van het nieuwe materiaal dat zijn moleculaire en elektronische structuur bepaalt.

Volgens de onderzoekers is 10 liter van dit materiaal voldoende om alle zuurstof in een ruimte op te nemen, terwijl een van de meest verbazingwekkende kenmerken is dat het verschillende keren zuurstof kan opnemen en afgeven zonder zijn eigenschappen te verliezen. “Het is alsof je een spons in water dompelt, het water eruit knijpt en het proces steeds opnieuw herhaalt,” merkt McKenzie op.

Dus in plaats van grote zuurstoftanks te gebruiken, zou een duiker slechts een kleine hoeveelheid van het “Aquaman-kristal” nodig hebben om onder water te kunnen ademen. “Een paar korrels bevatten genoeg zuurstof voor één ademhaling en omdat het materiaal zuurstof uit het water rond de duiker kan absorberen en de duiker daarvan kan voorzien, hoeft de duiker niet meer dan deze paar korrels mee te nemen,” legt prof McKenzie uit.

De belangrijkste eigenschap van het nieuwe materiaal is dat het niet reageert op zuurstof terwijl het wordt geabsorbeerd in een proces dat selectieve chemisorptie wordt genoemd. Het betekent dat het grote hoeveelheden zuurstof uit de omgeving kan extraheren zonder te worden blootgesteld aan corrosie en ontleding in verband met langdurige blootstelling aan het gas. “Het materiaal is zowel een sensor als een container voor zuurstof. We kunnen het gebruiken om zuurstof te binden, op te slaan en te transporteren, zoals een solide kunstmatige hemoglobine. ”

Wat betreft het mogelijke gebruik van het nieuwe materiaal buiten duiken, het kan ook bijdragen aan de behandeling van aandoeningen aan de luchtwegen en longpatiënten helpen die zuurstoftanks nodig hebben om goed te ademen. “Wanneer de stof verzadigd is met zuurstof, kan deze worden vergeleken met een zuurstoftank die zuivere zuurstof onder druk bevat – het verschil is dat dit materiaal drie keer zoveel zuurstof kan bevatten”, zegt prof McKenzie.