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科学家3D打印出一种“腮”已经可让潜水者在水下呼吸
网易科技报道 / 时间:2018-08-22 11:53:31

  据网易科技2018年8月17日讯 研究人员已经研发出一种3D打印的“腮”,能够帮助人类在水下生存。这个呼吸系统使用了一种特殊设计的材料从周围的水中补充氧气并且释放二氧化碳。
  它的发明者是受到了鱼鳃的启发,并且希翼这个设计能够帮助人类应对不断上升的海平面问题,让人们能够在水下生存更长时间。它是由皇家艺术学院的设计师兼材料科学家Jun Kamei与东京大学的RCA-IIS设计实验室合作设计的。


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  Kamei称:“这是为未来那些生活在非常接近海洋区域的人们设计的。对于那些待在水中的时间与待在陆地上的时间相当的人来说,它能够提供一种日常生活的舒适性。这项技术是受到一种潜水昆虫的启发,这种昆虫凭借超疏水皮肤表面形成的一种空气薄层在水下生存,这种空气薄层充当的就是一种气体交换的作用。”


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  Kamei声称自己正计划在人类身上进行水下呼吸测试,而且这种“腮”至少需要32立方米的水才能够支撑大家人类在水中的正常氧气消耗。他认为这项发明能够让潜水介于自由潜水与水肺潜水之间。他声称:“在不久的将来,它将能够让使用者待在水下的时间超过自由潜水,但是所需要的设备少于正常的水肺潜水。”
  科学家们预测,到2100年全球气温将上升3.2℃,由此引发的海平面上升会影响全球超过30%的人口,并且让坐落在沿海区域的各大城市淹没到水中。
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  2018年8月10日报道(具体拍摄时间不详),日前,英国皇家艺术学院联合东京大学RCA-IIS Tokyo设计实验室进行了一项创新性项目。
  将材料科学和尖端设计结合在一个主题为“Amphibio”的3D打印腮(面罩)中,据称可以帮助人类在水下呼吸。Amphibio 3D打印腮设计是为全球变暖和地球上升海平面的影响提供的一种令人不寒而栗的设计预感。
  据Amphibio设计者、材料专家Jun Kamei先容,“我特别感兴趣的是潜水昆虫,它们可以凭借鳃在水下生存。”
  此外,Kamei还估计到2100年地球温度将上升3.2℃。如果是这样,Amphibio博士声称,温度上升会导致海平面上升,“影响的比例超过了30%全球人口和淹没沿海地区的特大城市。”
  考虑到这些预测,Kamei想方设法让人类能够适应生存。两栖鳃由三个多层材料3D打印的环形环绕着人的脖子制成。Kamei说“这种材料是疏水性材料,弹性体材料的组合”和“其它一些东西(由于正在申请专利故无法披露)”。
  柔性防水环是3D打印的,具有多个隔层,在表面上呈现为凸脊。在概念验证实验中,Kamei演示了如何使用鳃排出二氧化碳并从周围的水中吸取氧气。Kamei的3D打印鳃由两个连接管悬挂在充满水的水箱中央。通过左管,Kamei用70%的二氧化碳气体填充鳃,模拟人呼出时二氧化碳浓度水平。
  附在第二根管上的传感器始终监测鳃内的氧气水平。Kamei在这里说明说:“该系统采用气密单向阀封闭,因此鳃中补充氧气的唯一途径是通过膜从周围的水中,周围的水中溶解有氧气,由于鳃内氧气比例低,水中的这些氧气分子穿过鳃内的膜来补偿浓度差异,”就像渗透过程一样。目前,Amphibio 鳃还不适合取代典型潜水装置,但Kamei确实给出了有关设备如何读取下一阶段的相关研究。


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  首先,“需要在身体周围确保足够的“鳃”表面积。”“其次,需要采取安全措施,监测氧气水平,并在鳃不能提供足够氧气的情况下切换到较小的应急储气罐。”最后,它需要在“人体耗氧模拟控制水族箱”中进行测试。(源自:手机中国网百家号)

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