環(huán)球在線消息：現(xiàn)在，許多科學家都致力于研究一種人工腮，供人在水下活動時呼吸用，但是理想的人工腮至今仍在科學家的追求中，不過，可以斷言，隨著科學技術的長足進步，理想的人工腮離問世不會太遠了。
20世紀80年代，美國北卡羅來納州杜克大學的科學家夫婦約瑟夫和西莉亞?伯納文圖拉發(fā)現(xiàn)，魚之所以能在水中呼吸，是在對pH值敏感的血紅蛋白———運送氧氣的血液蛋白質的幫助下做到的。當魚鰾周圍的細胞向血液中釋放乳酸時，血液pH值的下降導致氧氣釋放進入魚鰾，以確保提供魚在潛入更深的水中時呼吸所需的氧氣。這對夫婦意識到，可以通過模仿魚的這個提取空氣的過程創(chuàng)造出人工腮，實現(xiàn)多種用途。
他們模仿魚的血紅蛋白，考慮利用可以與氧氣牢固結合的合成化學物質也就是人造血紅蛋白，當這種合成化學物質通過一個電極時可以釋放氧氣。伯納文圖拉夫婦為潛水者設計的腮由兩個循環(huán)組成。在第一個循環(huán)中，人造血紅蛋白從水中提取氧氣。在這個循環(huán)的下一階段，攜帶氧氣的人造血紅蛋白流過一個電極并釋放出氧氣，釋出的氧氣進入運送可呼吸空氣的第二個循環(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。由于氮氣占空氣的比例大約為80%，所以大部分損失的是氮氣。為了防止肺無法適應，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，這會導致一個問題：在9米深的水下，純氧會變得有毒。這個問題很難避免，雙循環(huán)的腮可減少氮氣的損失卻不能解決這個問題。即使能完全阻止通過人工腮損失氮，潛水者仍會通過他們的皮膚損失氮。
因此，在潛入較深的水下時，如果想從水中獲得所需的氧氣，潛水者將不得不攜帶氮氣以避免純氧所造成的傷害。
以色列發(fā)明家阿隆?博德納開發(fā)出一種新技術，與涉及膜的人工腮無關，他準備利用一種工業(yè)過程分離液體中的空氣。這一方法的基礎是：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變成氣泡溢出。博德納說，他的電池驅動設備幾乎能夠將溶解在水中的氣體全部提取出來。如果是海水，它提取出的氣體中將包含34%的氧氣。重要的是，由于博納德的設備可以從水中同時提取氮氣和氧氣，氮氣損失將不再是困擾科學家的難題。
目前，科學家正就上述問題研究破解困局的辦法，在新原理和新技術層出不窮的今天，形形色色的人工腮都在科學家的構思之中，人在水下像魚那樣正常呼吸，應當不是過于遙遠的前景。
（作者：沈英甲 編輯：王晶 來源：新浪）