人体呼吸作用赖以为生的氧是“双原子氧”，然而这种形式的氧在太空中几乎不存在，如果我们去外太空，势必得携带制氧设备。不过加州理工学院团队受到彗星启发，从中发现一种新的化学反应，可以让我们直接从二氧化碳剥出氧分子，虽然离太空旅行梦还很远，但或许有机会成为太空中生成氧气的好帮手。
虽然氧是宇宙中丰度第三高的元素，仅居氢、氦之下，但只有刚好在标准温度和压力下，两个氧原子会自然键合形成无色无味的双原子氧（O2），也就是可供人体细胞呼吸作用的氧气，太空中基本上没有双原子氧。即便在其他具有浓厚大气的行星上，可能也很难寻获 O2，至于通常出现在低地轨道高度的单原子氧，更足以对太空飞行器造成腐蚀。
也就是说，如果我们要到地球之外的星球旅行甚至生存，必须自行携带昂贵、笨重且有期限的制氧设备才能出太空，有人谈及想将火星变成第二个地球，那是非常宏观的梦想，NASA 都坦承以如今技术不可能办到这件事。
因此，科学家一直在寻找各式各样产生氧气的方法。由加州理工学院化学工程教授 Konstantinos Giapis 领导的团队，则是从罗塞塔号探测器（Rosetta）着陆分析的楚留莫夫－格拉希门克彗星（67P 彗星）得到灵感，可建立一个将二氧化碳转化为分子氧和原子碳的反应炉。
罗塞塔号当初从 67P 彗星气体中发现了分子氧的存在，让科学界大感意外，一些解释认为应该是氧气被锁在岩石中长达数十亿年，直到靠近太阳后升华释出。但 2017 年时，加州理工学院团队提出另一种解释：也许是种全新的化学反应，双原子氧可能是由高速撞击彗星的其他化合物所产生。
▲ 楚留莫夫－格拉希门克彗星。（Source：ESA/Rosetta/NAVCAM, CC BY-SA IGO 3.0 [CC BY-SA 3.0-igo], via Wikimedia Commons）
Konstantinos Giapis 指出，大多数化学反应都需要能量驱动产生（通常是热量），当能量改以动能提供时，似乎可以引发一些不寻常的反应，比如当水分子像一颗极小的子弹被射到含有氧气的表面上，比如沙子、锈铁时，水分子就会扯下氧并生成分子氧。
同理，当彗星释出水分子或二氧化碳后，强烈的太阳风将它们撞回彗星，过程就有可能因此创造出分子氧，为了确认这件事，团队设计一个让 CO 2 分子撞击金箔惰性表面的实验。照理说，金箔的惰性表面不能被氧化，自然也不会形成氧分子，然而事实是，研究团队发现 O 2 分子持续从金箔表面排出，这表明双原子氧来自二氧化碳分子。
这也就是加州理工学院反应炉的灵感来源。团队表示，反应炉的工作方式类似粒子加速器（只是能量没那么高），首先将 CO 2 分子电离，接着使用电场加速离子撞击，就能得到分子氧，虽然目前技术的收益率可以说相当低：每 100 个 CO 2 分子只能创造出 1～2 个氧分子，但显然科学家正在源源不绝的灌输新想法。
新论文发表在《自然通讯》期刊（Nature Communications）。
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（首图来源：加州理工学院）
