Por Gabriel Garcia, 22/01/2015 - Pesquisadores dinamarqueses criaram um material que pode ajudar mergulhadores a respirar embaixo d´água, sem a necessidade de tanques pesados de oxigênio. O "[{(bpbp)Co2II(NO3)}2(NH2bdc)](NO3)2 * 2H2O", que ficou conhecido como "Cristal do Aquaman" entre os cientistas da universidade de Syddansk, é capaz de armazenar oxigênio em concentrações muito maiores do que tanques.
A substância é capaz de absorver e armazenar oxigênio a uma concentração quase 160 vezes maior do que a atmosfera, que tem 21% de O2 em sua composição. Dessa forma, ele é menor e mais leve e pode soltar oxigênio de forma mais lenta quando colocado sob uma pequena quantidade de calor. A professora Christine McKenzie, que participou do estudo, afirma que o cristal também poderá ser importante para pacientes com câncer de pulmão, que precisam estar sempre ligados a pesados tanques de oxigênio. "Poucos grãos são suficientes para respirar. E como o material pode absorver oxigênio da água, o mergulhador não precisa levar mais do que esses poucos grãos", afirma Christine. O "cristal do Aquaman" possui consistência semelhante a uma esponja e usa cobalto em sua estrutura molecular. O cobalto dá ao material a estrutura molecular e eletrônica necessárias para absorver oxigênio do ambiente ao redor.
"Pequenas quantidades de metal são essenciais para a absorção do oxigênio, então não é surpreendente perceber esse efeito em nosso novo material", afirma Christine McKenzie. Os cientistas dinamarqueses agora tentem descobrir se o lançamento do oxigênio pode ser feito com a luz. Mas o principal desafio, por enquanto, é sintetizar grandes quantidades do cristal, que possui uma fórmula química complexa e de difícil reprodução.
Sonho de Criança
O sonho de toda criança é poder respirar em baixo da água sem necessidade de aparelhos ou aparatos sofisticados e se depender de um grupo de cientistas e pesquisadores dinamarqueses esse sonho brevemente será realidade. O grupo de cientistas desenvolveu uma matéria cristalina que mesmo em poucas quantidades extrai o oxigênio da água assim que entra em contato com ela em tempo real sem a necessidade de consumir de consumo de matérias nem mesmo consumindo a matéria do próprio cristal. A matéria cristalina foi nomeada “Cristal do Aquaman”.
O cristal é basicamente constituído de cobalto que é uma espécie de filtro entre partículas, ele age separando as moléculas do hidrogênio das do oxigênio que é reaproveitado para a respiração. E além disso a capacidade de armazenamento de oxigênio desse cristal é enorme aumentando exponencialmente e relativo ao aumento da pressão. Para se ter uma ideia da capacidade de armazenamento dessa matéria uma colher de chá dos cristais armazena oxigênio equivalente ao encontrado em 3 tubos pressurizados utilizados para mergulho.
Porém esses cristais não terão uso recreativo apenas, serão feitos mais estudos a fim de adaptar esses cristais para atender pessoas que possuem problemas respiratórios, como idosos que necessitam de tanques de oxigênio para facilitar a respiração. De acordo com os descobridores do cristal a um certo fascínio nessa descoberta devido a sua simplicidade ” todos os seres vivos que respiram utilizam esse mecanismo porém de forma diferente os humanos por exemplo utilizam o ferro enquanto os crustáceos por sua vez já utilizam o cobre. Para que haja a absorção do oxigênio mesmo que em pequenas quantidades é necessário a utilização de algum elemento da cadeia dos metais, daí vem o fascínio pela simplicidade nós já utilizávamos isso o tempo todo e nunca tínhamos nos dado conta disso” afirma a DR. Christine McKenzie Chefe do grupo de pesquisas.
Homem-peixe: é possível respirar debaixo d´água?
2012 - Respirar embaixo d’água é, provavelmente, uma das utopias mais típicas da infância — eventualmente perdendo terreno apenas para o desejo de voar. Afinal, a água ainda representa uma das barreiras mais óbvias ao espírito humano aventureiro, que ainda precisa se revestir de uma parafernália considerável a fim de poder confraternizar com o mundo subaquático. Mas será que esse sonho é ainda tão distante?
Embora atualmente respirar sob a superfície da água ainda implique em uma série de inconvenientes, não se pode dizer que a fertilidade da sua imaginação infantil não possa vislumbrar, hoje, uma possibilidade de realização. É claro que as características próprias do organismo humano ainda permanecem como o principal impedimento.
De fato, é pouco provável que os nossos pulmões um dia sejam capazes de retirar o oxigênio livre na água, da forma como fazem os peixes. Entretanto, entre possibilidades remotas envolvendo melhoramentos da raça humana (algo que até já deu uma guerra, dizem) e tecnologias mais “pé no chão”, fato é que, talvez, nós não estejamos assim tão distantes de seguir os passos de personagens como Namor ou a Pequena Sereia — identifique-se com quem quiser. Entretanto, talvez delimitar o “problema” seja um bom começo, não? Vamos a ele.
Por que não conseguimos respirar embaixo d’água?
Sim, com certeza há uma boa explicação científica para aquela agonia que você sentiu ao “engolir” água durante as últimas férias. Digamos, algo um pouco melhor do que o tradicional “não respiramos embaixo d’água porque os nossos pulmões não são adequados para tanto”.
Conforme explica o site HowStuffWorks, a grande questão está no fato de que os elementos químicos, ao combinarem-se entre si, acabam por gerar uma vastidão de produtos fundamentalmente distintos. Dessa forma, ao juntar, digamos, carbono, hidrogênio e oxigênio, o resultado tanto pode ser vinagre (C2H4O2) quanto etanol (C2H5OH) ou ainda gordura.
Dessa forma, não espere que os seus pulmões simplesmente sejam capazes de absorver o “O” de cada “H2O”. Por estar vinculado a duas moléculas de hidrogênio, o oxigênio simplesmente forma outro composto (é claro), tornando-se, portanto, completamente inútil para o nosso organismo.
Mas... E os peixes?
Neste ponto, outra questão, bastante natural, pode surgir: “por que os peixes conseguem aproveitar o oxigênio da água?”. Simples: porque, em sentido estrito, não se trata realmente de um oxigênio “da água”, mas sim do O2 presente “na água”. Quer dizer, trata-se de oxigênio dissolvido.
Parece impossível? Não mesmo. Basta lembrar daquele refrigerante que você vira de uma só vez em cada almoço — tão cheio de gás carbônico que este é “obrigado” a deixar o líquido na forma de bolhas. Portanto, o que os peixes fazem é retirar o oxigênio dissolvido na água — e que não forma as moléculas do líquido.
O Homo Aquaticus (ou quase isso)
Em 1962, o cineasta e explorador francês Jacques Cousteau imaginou que, em um futuro distante, nós poderíamos nos transformar na espécie “Homo aquaticus”, com brânquias cirurgicamente implantadas. De fato, caso você tenha lido o tópico anterior, é possível que esteja, neste momento, apostando as fichas juntamente com o Sr. Cousteau. O problema é que o “buraco é mais embaixo”.
Talvez uma estrutura maluca que deixasse nosso sistema respiratório semelhante ao dos peixes pudesse mesmo funcionar. Entretanto, o ar atmosférico contém aproximadamente 20 vezes mais oxigênio livre do que o mesmo volume de água — sim, você ficaria sem ar. O peixe consegue sobreviver com “tão pouco” por ter sangue frio, o que reduz a quantidade necessária de oxigênio — de fato, mesmo as baleias precisam respirar como nós.
Além disso, a água é muito mais difícil de transportar, pois é bem mais densa do que o ar — sem levar em conta, ainda, questões relacionadas à área de superfície do pulmão humano, que é incapaz de capturar eficientemente o oxigênio presente na água.
Uma caçada ao O2 livre da água
Então os seus pulmões são inaptos para respirar sob a água, e a quantidade de O2 nesta é também menor do que a necessidade humana. Entretanto, sim. Ainda é possível imaginar uma forma de se respirar sob a água... Embora não sem uma boa ajuda da tecnologia.
Conforme colocou a revista “Super Interessante” em sua edição especial “A Ciência do Impossível”, durante os anos 1960, a dupla Walter Robb e Charles Paganelli — químico e fisiologista, respectivamente — conseguiu fazer com que um hamster e um cão respirassem embaixo d’água por tempo indeterminado.
Para tanto, os dois envolveram os animais em uma membrana semipermeável, a qual deixava passar apenas o oxigênio dissolvido na água — impedindo, portanto, que o líquido entrasse.
Bem, mas então essa seria a solução definitiva para o ser humano? Dificilmente. O oxigênio disponível dessa forma estabilizava-se em uma concentração de 16%, sendo que o normal (no ar atmosférico) é de 21%. Em outras palavras, não demoraria muito para que um ser humano acabasse com o raciocínio lógico comprometido. Mas pode haver uma solução para isso.
Transporte ativo de oxigênio
Já que deixar que o oxigênio simplesmente atravesse por “livre e espontânea vontade” uma membrana não é possível, então uma ideia seria forçar a sua passagem, certo? E há um aliado vital para isso no nosso próprio corpo: a hemoglobina. Trata-se da metaloproteína responsável pela transporte de oxigênio no nosso organismo.
De fato, pesquisadores dos EUA e do Japão chegaram a conceber a “planta baixa” de um dispositivo capaz de transportar o oxigênio livre da água até o seu sistema respiratório. Para liberar a molécula, bastaria estimular eletricamente a hemoglobina.
Entretanto, há mais um equívoco nesse ponto: o oxigênio se torna tóxico em determinadas profundidades, obrigando a injeção de nitrogênio na mistura — já que, quanto maior a profundidade, maior é a diluição do nitrogênio (principal componente do ar atmosférico). Neste ponto, talvez seja interessante se lembrar de certo filme hollywoodiano.
Aprendendo com “O Segredo do Abismo”
A conclusão de boa parte dos pesquisadores, portanto, é que o oxigênio deveria ser transportado para os pulmões em alguma forma de líquido — tal e qual o funcionamento do traje de mergulho hipotético do filme “O Segredo do Abismo” (The Abyss). Isso porque, com líquidos, não há problema de perda de nitrogênio, o que manteria o ar sempre em equilíbrio.
Meio homem, meio alga
Sim, sempre é possível ir um pouco além. Deixando o desafio puramente tecnológico de lado, há quem imagine a possibilidade de, um dia, fundir os genes dos seres humanos com o de algas. Eis de onde a quimera surgiu: de acordo com o site Dailymail, pesquisadores descobriram salamandras cujos ovos fundem-se com determinado tipo de alga — a qual é perita em captar o oxigênio da água — e que ambos se tornam uma única criatura.
Bem, combine a isso à descoberta dos pesquisadores da Universidade de Halifax, Canadá, e o que se tem é a possibilidade de um homem-peixe. De acordo com cientistas, o DNA humano tem agregado centenas de vírus, algo que se acumulou ao longo da história humana. Basta trocar os vírus pelas algas e... Ok, é provável que isso ainda demore um pouco.
Fonte: http://info.abril.com.br/
Fatos Desconhecidos
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