Il National Institute for Materials Science ha sviluppato un materiale solido in grado di rilasciare lentamente idrogeno solforato (H ₂ S) e ossido nitrico (NO) quando esposto all'aria. Questi gas possono indurre effetti fisiologicamente favorevoli a basse concentrazioni (es. riducendo l'infiammazione e dilatando i vasi sanguigni). Però, il loro uso medico è stato limitato a causa delle difficoltà nel conservarli e nel regolare la loro concentrazione. Questo materiale può rilasciare questi gas in modo sicuro e conveniente e faciliterà il loro uso medico.

Sebbene H ₂ S e NO sono tossici ad alte concentrazioni, possono generare benefici effetti fisiologici se usati a basse concentrazioni, come l'antiossidazione, ridurre l'infiammazione, espandendo i vasi sanguigni e regolando la secrezione di insulina. I corpi umani producono questi gas in piccole quantità per regolare varie funzioni fisiologiche. L'uso medico di questi gas ha suscitato grande interesse negli ultimi anni. Per esempio, una bassa concentrazione di NO può essere somministrata per inalazione a pazienti con grave insufficienza respiratoria (es. neonati con ipertensione polmonare persistente e sindrome da distress respiratorio acuto) per espandere i loro vasi polmonari, migliorando così i loro sintomi. Inoltre, sorgenti termali contenenti H ₂ S sono noti da tempo per avere effetti positivi sulla pelle e sul sistema cardiovascolare, facendo H ₂ S un agente potenzialmente promettente nei tipi di medicina dedicati all'estensione della durata della vita sana. Però, l'uso di questi gas è stato accompagnato da problemi di sicurezza e richiede un grande sistema dotato di serbatoi di gas ad alta pressione. Per affrontare questi problemi, sono stati compiuti sforzi per sviluppare materiali solidi in grado di immagazzinare in modo sicuro e facile gas utili dal punto di vista medico e di rilasciarli a concentrazione regolata nella speranza di facilitarne l'uso medico.

Il team di ricerca NIMS ha recentemente sviluppato un materiale solido utilizzando un composto inorganico chiamato doppio idrossido stratificato che può rilasciare lentamente H ₂ S o NO ad una concentrazione desiderabile quando esposto all'aria. Questo materiale è composto principalmente da strati di nanofogli di idrossido bidimensionali che contengono magnesio (Mg) e alluminio (Al). Questo gruppo di ricerca ha scoperto in precedenza che gli ioni carbonato nello spazio interstrato degli strati di nanofogli vengono scambiati attivamente con l'anidride carbonica atmosferica. In questo progetto, il team ha intercalato gli ioni della fonte di gas negli spazi interstrati e ha permesso loro di interagire con l'anidride carbonica atmosferica e il vapore acqueo, producendo H ₂ S o NO gas. Il team ha quindi regolato il rapporto Mg/Al nei nanofogli, modificando così la dimensione del divario tra di loro. Diverse dimensioni del gap abilitate H ₂ S o NO gas da rilasciare stabilmente a una concentrazione prevista. Il team è anche riuscito a fabbricare un prototipo di inalatore di NO portatile in grado di funzionare senza una fonte di alimentazione. Questo materiale sicuro composto da ingredienti relativamente economici e non tossici, compresi Mg e Al, può essere mantenuto in buone condizioni riponendolo in un sacchetto impermeabile ai gas. Questo materiale può essere utilizzato facilmente esponendolo all'aria in modo simile all'utilizzo di scaldamani usa e getta.

Attraverso studi futuri, il team spera di sviluppare nuovi farmaci e dispositivi medici che incorporano questo materiale. L'uso di tali prodotti può consentire la fornitura di nuovi servizi sanitari e servizi medici di emergenza, come rendere disponibili a casa le tecnologie per l'inalazione di NO, in varie destinazioni e nei paesi in via di sviluppo. Inoltre, la struttura del materiale sviluppata dal team può essere applicata alla sintesi di nuovi materiali in grado di rilasciare altri tipi di gas funzionali.