隨著世界各地的衛生工作者為感染了SARS-CoV-2及其多種變體的人提供護理，醫用氧氣的短缺繼續對已經捉襟見肘的醫院造成嚴重影響。因此急需研發出一種新的醫用氧氣設備，而Zeolite可以成為其中優選材料。

“當前，給我們的醫療和急救設施造成了巨大壓力，需要就醫的人數激增，醫院的通風設備數量有限，”副教授FaruqueHasan說。其指出，基于他們設計的制氧機還可以幫助那些患有其他呼吸系統疾病的人，如慢性阻塞性肺病、肺炎和哮喘。這項研究的描述在線發表在《自然科學報告》雜志上。與為患者持續供應純氧的氧氣罐不同，便攜式制氧機從環境空氣中去除氮氣。氮氣的剝離是由于一種稱為吸附的過程，其中某些種類的空氣分子被困在固體表面上。在吸附劑的眾多選擇中，稱為沸石的天然或合成材料就像篩子一樣，在保持氮氣的同時允許氧氣通過。

但是，盡管它們具有整體優勢，但制氧機通常設計為具有固定的規格，從而限制了它們在滿足患者醫療狀況或活動變化引起的氧氣需求方面的使用。例如，患者的氧氣需求在流速和純度方面可能會有所不同，并且當前的氧氣濃縮器不能用于同一醫院環境中需要非常不同的通氣的多個不同患者。

“在理想情況下，我們需要一個系統，該系統可以在滿足不同產品規格的同時，在不同操作模式之間快速切換以按需生產氧氣，”Hasan實驗室前研究生、該研究的主要作者AkhilArora說。

為了改進當前醫用氧氣濃縮器的設計，Arora首先選擇了三種類型的沸石，接下來，他進行了基于物理的模擬，模擬沸石的不同特性以及氧氣濃縮器的特性，包括吸附室的大小和吸附過程中的不同階段。

然后，他使用德克薩斯A&M大學的高性能計算集群，同時改變模擬的所有這些輸入，以達到最佳操作范圍，從而產生緊湊、易于運輸和高性能的醫用氧氣濃縮器。專家表示，他們的研究也是創建家用便攜式網絡物理系統的第一步，該系統可以根據患者的需要改變氧氣供應。因此，如果患者在癥狀惡化時需要更多氧氣，內置算法可以分析來自氧氣傳感器的數據以預測是否需要更多通氣，將該信息傳遞給場外醫生，然后他們可以使用他們的判斷遠程更改設置這種沸石醫用制氧機。