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新晶体材料或能让人类像鱼一样在水下呼吸

首页 » 研究 2015-08-12 科学网孙学军博客 赞(2)
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导读
潜水员在水下活动最核心的问题是人类无法从水中摄取氧气,因此必需携带气瓶或从水面供应气体,呼吸问题也也成为潜水技术中最复杂的技术之一。

  潜水员在水下活动最核心的问题是人类无法从水中摄取氧气,因此必需携带气瓶或从水面供应气体,呼吸问题也也成为潜水技术中最复杂的技术之一。但是水中其实溶解一定量的氧气,鱼类就是通过腮从水中摄取氧气维持生命。理论上如果能掌握从水中快速摄取氧气的技术,那么人类就不需要携带气体在水下活动。但是人在水下保持长时间呼吸一向被认为是不可想象和不能完成的事情,潜水员潜水只能通过携带气源或通过管路供气才能持续在水下活动。因为鱼类能在水下需要依靠腮才能从水中摄取氧气,但人类和哺乳动物没有腮,无法利用水中的氧气维持生命。
  让人类像鱼一样呼吸水中的氧气长期在水中生存,这听上去像科幻故事一样,最近丹麦科学家现在可以让人在水下持久地获得氧气,是超这一目标前进了一步。这一切都要归功于他们研发的一种水晶材料,这种合成材料被命名为海王水晶AquamanCrystal。这种合成材料可在不借助其他手段的情况下,持续地从空气和水中摄取氧气。只要经过稍微加热或者暴露于低氧压状态下,晶体吸收的氧气可以释放出来。目前大批量生产这种合成水晶材料还很难实现。
  新材料研发负责人丹麦大学教授克里斯蒂娜·麦肯齐说,这一发现的影响是深远的。她告诉《科学日报》:“这种材料可以从空气中源源不断地吸收氧气,呼吸功能障碍患者需要日常呼吸氧气,利用这一技术将可以让患者摆脱沉重的氧气瓶。潜水员将来也有可能利用这种技术,携带少量这种晶体颗粒,潜水员呼吸这种材料吸收自水中溶解的氧气,那么将不需要携带气瓶或从水面供应气体。”因此他们将这种晶体命名为海王晶体AquamanCrystal。
  海王晶体有一个像海绵的成分,这种成分能吸收氧气。海王晶体吸收氧气的能力依靠钴离子。这非常类似与血红蛋白吸收氧气的能力。因为氧气难溶于水和血液,地球上所有生物都是利用金属离子结合和运输氧气,人和许多动物血液中的血红蛋白就是依靠铁离子结合氧气,肌肉细胞内肌红蛋白,神经细胞内的脑红蛋白等也属于类似分子。螃蟹和蜘蛛等动物则依靠铜离子实现结合和运输氧气的目的。金属离子吸收氧气的能力十分巨大,因此这种材料拥有强大吸收氧气的能力并不让人意外。

  海王(Aquaman)是DC漫画公司旗下的超级英雄,由保罗·诺里斯与莫尔·韦辛格联合创作,首次登场于1941年11月的《多趣漫画》(More Fun Comics),本名亚瑟·库瑞(ArthurCurry),是美国海边一个灯塔看守人与海底之国的亚特兰蒂斯皇后所生,拥有半人类,半亚特兰蒂斯人的血统。海王从小就展现出了远超常人的各项体能,能在水下自由活动与呼吸,并和海洋生物沟通等异于他人的能力。在前任亚特兰蒂斯国王死后,王位空缺,其母派人找到他,加冕其为亚特兰蒂斯国王,掌管七海,并被赋予了亚特兰蒂斯王权的象征,能操控大海力量,掀起风浪的三叉戟,后与超人、蝙蝠侠等人创立正义联盟,成为联盟七大创始人之一。
(转化医学网360zhyx.com)

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