曾几何时，氧气被视为人类的基本权利，但新冠疫情让世人痛心地意识到，在大多数中低收入国家，医用纯氧竟成了一种奢侈品。获取医用纯氧不仅流程复杂、成本高昂，更伴随着巨大的安全风险。印度第二波疫情的惨痛教训便是明证：该国死亡人数已突破20万大关，氧气供应严重短缺，导致民众被迫转向黑市，以远高于正常水平的价格购买救命气。
这一困境的根源在于全球氧气生产、储存和运输的固有瓶颈。目前，工业制氧主要依赖液化空气技术，即通过极低温将空气液化，再利用类似蒸馏威士忌的工艺分离出氧气。该过程能耗巨大，需庞大的工业设施，因此全球产能主要集中在发达国家。液态氧必须高压储存和运输，极易引发安全事故，且物流成本极高。在基础设施薄弱的低收入国家，氧气往往只能以钢瓶形式配送，而这一市场长期被少数化工巨头垄断。
除了传统的液化与钢瓶模式，另一种技术路径是“从空气中提取”的制氧机。这类设备利用膜分离技术，选择性去除空气中占比78%的氮气，产出纯度超95%的富氧气体。虽然该技术自20世纪70年代已成熟，但现有商用设备价格昂贵，且难以在发展中国家大规模生产。这促使科学家团队开始探索更廉价的替代方案。
研究团队正致力于开发新型多孔材料，如沸石（Zeolites）和金属有机框架（MOFs）。这些材料宛如分子级的海绵，拥有惊人的比表面积，一克特定MOFs材料的表面积可超过7000平方米。它们能高效吸附并分离气体，目前已被用于碳捕获和水资源收集等领域。团队已与剑桥精密工程公司及全球平等中心合作，利用这些材料开发了原型机，旨在制造出小型、低成本且安全的医用制氧设备。
该设备的原理十分巧妙：让空气流经装满多孔材料的铝制圆柱体，利用氮气原子与材料电场更强的相互作用，将氮气截留在微孔中，从而输出高纯度氧气。尽管团队通常通过剑桥大学衍生公司Immaterial商业化此类材料，但在疫情期间，单纯追求氧气销售利润被视为不道德。鉴于非洲等地的氧气价格竟是欧美市场的五倍，团队联合发起“氧气与呼吸机系统倡议”（OVSI），致力于推动廉价制氧技术的研发与制造。
这项技术的终极目标不仅是应对疫情，更是为了从根本上解决全球医疗资源分配不均的问题。儿童肺炎和慢性肺病导致的死亡人数远超艾滋病和疟疾，而氧气是治疗这些疾病的关键。中国作为全球重要的医疗设备制造国，在关注此类前沿材料科学的同时，也应思考如何将低成本、易部署的制氧技术引入基层医疗体系，利用自身供应链优势，为全球公共卫生安全贡献“中国方案”。
