環(huán)球在線消息：現(xiàn)在，許多科學(xué)家都致力于研究一種人工腮，供人在水下活動(dòng)時(shí)呼吸用，但是理想的人工腮至今仍在科學(xué)家的追求中，不過(guò)，可以斷言，隨著科學(xué)技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，理想的人工腮離問(wèn)世不會(huì)太遠(yuǎn)了。
20世紀(jì)80年代，美國(guó)北卡羅來(lái)納州杜克大學(xué)的科學(xué)家夫婦約瑟夫和西莉亞?伯納文圖拉發(fā)現(xiàn)，魚(yú)之所以能在水中呼吸，是在對(duì)pH值敏感的血紅蛋白———運(yùn)送氧氣的血液蛋白質(zhì)的幫助下做到的。當(dāng)魚(yú)鰾周?chē)募?xì)胞向血液中釋放乳酸時(shí)，血液pH值的下降導(dǎo)致氧氣釋放進(jìn)入魚(yú)鰾，以確保提供魚(yú)在潛入更深的水中時(shí)呼吸所需的氧氣。這對(duì)夫婦意識(shí)到，可以通過(guò)模仿魚(yú)的這個(gè)提取空氣的過(guò)程創(chuàng)造出人工腮，實(shí)現(xiàn)多種用途。
他們模仿魚(yú)的血紅蛋白，考慮利用可以與氧氣牢固結(jié)合的合成化學(xué)物質(zhì)也就是人造血紅蛋白，當(dāng)這種合成化學(xué)物質(zhì)通過(guò)一個(gè)電極時(shí)可以釋放氧氣。伯納文圖拉夫婦為潛水者設(shè)計(jì)的腮由兩個(gè)循環(huán)組成。在第一個(gè)循環(huán)中，人造血紅蛋白從水中提取氧氣。在這個(gè)循環(huán)的下一階段，攜帶氧氣的人造血紅蛋白流過(guò)一個(gè)電極并釋放出氧氣，釋出的氧氣進(jìn)入運(yùn)送可呼吸空氣的第二個(gè)循環(huán)。
隨著潛水者下潛，更高的壓力一方面壓縮可呼吸的氣體，另一方面使得更多的氣體溶入水中。由于氮?dú)庹伎諝獾谋壤蠹s為80%，所以大部分損失的是氮?dú)�。為了防止肺無(wú)法適應(yīng)，腮不得不向可呼吸的氣體中泵入更多的氧氣。氧氣的比例因此而得到增加，這會(huì)導(dǎo)致一個(gè)問(wèn)題：在9米深的水下，純氧會(huì)變得有毒。這個(gè)問(wèn)題很難避免，雙循環(huán)的腮可減少氮?dú)獾膿p失卻不能解決這個(gè)問(wèn)題。即使能完全阻止通過(guò)人工腮損失氮，潛水者仍會(huì)通過(guò)他們的皮膚損失氮。
因此，在潛入較深的水下時(shí)，如果想從水中獲得所需的氧氣，潛水者將不得不攜帶氮?dú)庖员苊饧冄跛斐傻膫Α?
以色列發(fā)明家阿隆?博德納開(kāi)發(fā)出一種新技術(shù)，與涉及膜的人工腮無(wú)關(guān)，他準(zhǔn)備利用一種工業(yè)過(guò)程分離液體中的空氣。這一方法的基礎(chǔ)是：如果降低液體的壓力，例如利用離心泵，溶解在水中的氣體將會(huì)變成氣泡溢出。博德納說(shuō)，他的電池驅(qū)動(dòng)設(shè)備幾乎能夠?qū)⑷芙庠谒械臍怏w全部提取出來(lái)。如果是海水，它提取出的氣體中將包含34%的氧氣。重要的是，由于博納德的設(shè)備可以從水中同時(shí)提取氮?dú)夂脱鯕�，氮�(dú)鈸p失將不再是困擾科學(xué)家的難題。
目前，科學(xué)家正就上述問(wèn)題研究破解困局的辦法，在新原理和新技術(shù)層出不窮的今天，形形色色的人工腮都在科學(xué)家的構(gòu)思之中，人在水下像魚(yú)那樣正常呼吸，應(yīng)當(dāng)不是過(guò)于遙遠(yuǎn)的前景。
（作者：沈英甲 編輯：王晶 來(lái)源：新浪）