O Instituto Nacional de Ciência de Materiais desenvolveu um material sólido capaz de liberar lentamente sulfeto de hidrogênio (H ₂ S) e óxido nítrico (NO) quando exposto ao ar. Esses gases podem induzir efeitos fisiologicamente favoráveis ​​em baixas concentrações (por exemplo, reduzindo a inflamação e expandindo os vasos sanguíneos). Contudo, seu uso médico tem sido limitado devido às dificuldades em armazená-los e regular sua concentração. Este material pode liberar esses gases de forma segura e conveniente e facilitará seu uso médico.

Embora H ₂ S e NO são tóxicos em altas concentrações, eles podem gerar efeitos fisiológicos benéficos quando usados ​​em baixas concentrações, como anti-oxidação, reduzindo a inflamação, expandir os vasos sanguíneos e regular a secreção de insulina. Os corpos humanos produzem esses gases em pequenas quantidades para regular várias funções fisiológicas. O uso médico desses gases tem despertado grande interesse nos últimos anos. Por exemplo, uma baixa concentração de NO pode ser administrada por inalação a pacientes com insuficiência respiratória grave (por exemplo, recém-nascidos com hipertensão pulmonar persistente e síndrome da dificuldade respiratória aguda) para expandir seus vasos pulmonares, melhorando assim seus sintomas. Além disso, fontes termais contendo H ₂ Há muito que se sabe que os S têm efeitos positivos na pele e no sistema cardiovascular, fazendo H ₂ S um agente potencialmente promissor nos tipos de medicamentos dedicados a prolongar a longevidade saudável. Contudo, o uso desses gases tem sido acompanhado por preocupações de segurança e requer um grande sistema equipado com tanques de gás de alta pressão. Para resolver esses problemas, esforços têm sido feitos para desenvolver materiais sólidos capazes de armazenar com segurança e facilidade gases medicamente úteis e liberá-los em concentração regulada na esperança de facilitar seu uso médico.

A equipe de pesquisa do NIMS desenvolveu recentemente um material sólido usando um composto inorgânico chamado hidróxido duplo em camadas, que pode liberar H lentamente ₂ S ou NO em uma concentração desejável quando exposto ao ar. Este material é composto principalmente de camadas de nanofolhas de hidróxido bidimensionais que contêm magnésio (Mg) e alumínio (Al). Esta equipe de pesquisa descobriu anteriormente que os íons de carbonato no espaço entre camadas de camadas de nanofolhas são ativamente trocados com dióxido de carbono atmosférico. Neste projeto, a equipe intercalou íons de fonte de gás para os espaços intercamadas e permitiu que eles interagissem com o dióxido de carbono atmosférico e o vapor de água, rendendo H ₂ S ou SEM gás. A equipe então ajustou a razão Mg / Al nas nanofolhas, modificando assim o tamanho da lacuna entre eles. Diferentes tamanhos de lacunas habilitadas H ₂ O gás S ou NO deve ser liberado de forma estável na concentração pretendida. A equipe também conseguiu fabricar um protótipo de inalador de NO portátil capaz de operar sem uma fonte de energia. Este material seguro composto de ingredientes relativamente baratos e não tóxicos, incluindo Mg e Al, pode ser mantido em boas condições armazenando-o em um saco impermeável ao gás. Este material pode ser usado facilmente expondo-o ao ar de maneira semelhante ao uso de aquecedores de mão descartáveis.

Por meio de estudos futuros, a equipe espera desenvolver novos medicamentos e dispositivos médicos que incorporem esse material. O uso de tais produtos pode permitir a prestação de novos serviços de saúde e serviços médicos de emergência, como disponibilizar tecnologias de inalação de NO em casa, em vários destinos e em países em desenvolvimento. Além disso, a estrutura do material que a equipe desenvolveu pode ser aplicada na síntese de novos materiais capazes de liberar outros tipos de gases funcionais.