這個可穿戴腮,可以讓人類在水下自由呼吸了!
說到全球變暖,
今天它已成為一個不容忽視的問題。。
科學家預言,到2100年,
預計高氣溫將造成海平面上升,
可能會淹沒沿海地區的很多城市。。
難道說,
電影2012中的場景真要變成現實了??
不久前,
歪果科學家 Jun Kamei 應該想到了這一點,
他與東京大學的 RCA-IIS 設計實驗室,
合作設計了一款能幫助人類在水下呼吸的
—— 「 可穿戴腮 」 !!!
Amphibio
準確的說,
Amphibio 是一套3D 列印服裝。
這造型。。是不是有點兒魔幻?
這套鎧甲似的裝備分成兩部分:
一部分是戴在臉上類似呼吸罩。
第二部分,
是由白色多孔的疏水材料組成的柔性防水圈。
這套裝備的設計看上去雖簡單,
但它卻能夠把氧氣從水中分離出來,
並輸送到面罩中,
從而達到供氧的目的!
其工作原理是:
通過鰓內外的氧氣濃度差來轉換,
由於密閉鰓內氧氣比例低,
溶於水的氧氣分子穿過鰓內的膜來補償濃度差異,
類似於生物中的滲透作用。
你可能已經了發現,
Amphibio 的形態是根據魚鰓的形狀設計的。
魚鰓呈片狀,其體積雖小但表面積大,
能最大化地過濾水,還可以迅速排水。
而在功能上,
Amphibio 的靈感源自能在水裡呼吸的昆蟲。
這些蟲子的身體表面大部分是疏水的。
在水下時,
它們的身體和水之間會形成一層氧氣隔層,
在保持乾燥的同時,
也給了呼吸系統充分的時間過濾水中的氧氣。
另外,
很多植物的葉子也具有借鑑意義,
這些具有疏水性的葉子不會被水浸濕。
根據這些仿生學的原理,Jun Kamei 和 RCA-IIS 研發了這種 3D 列印的全新疏水材質,包裹在 Amphibio 的外部。這種材質表面有很多細小氣孔,可充分吸水、排水。而藏在 Amphibio 內部的氧氣壓縮器,就負責將水中的氧分離出來。
在他們進行的實驗中,
用密封的水缸和氣倉簡單模擬了水下疏水狀態~
Amphibio 通過過濾氧氣,
置換氣倉中的二氧化碳。
目前這個裝備還處於概念狀態,
不過它已完成了初步的供氧實驗。
但目前它還面臨很多困難:
水裡氧氣少,氧氣轉換時間長,機器續航問題。。。
最主要的問題是:
如果要提供足夠氧氣供人體使用,
那身體周圍確保足夠的「鰓」表面積。。
以現在的技術來說,
要想供一個成年人在水下呆一小時,
需要 32 平方米的 Amphibio 。。。
此外,
雖然鰓雖然能從水中吸收氧氣,
但它不能獲得氮氣,
因此潛水員肺部的氮氣估計很快就會滲出,
致使軟管塌陷和吸面罩溢水,
疏水表面捕獲的空氣層減少,
並且會隨著氮氣擴散而消失。
雖然前面的困難重重,
雖然不知道啥時候能用上,
但 「 水腮 」 倒是給潛水技術發展,
提供了一個絕佳的思路。
有了科技的加持,
不用背幾十斤的氧氣瓶,
不用一口氣到底就能在水裡自由活動,
想想就覺得很嗨森的說!
最重要的是。。
萬一大洪水提前來臨了,
靠著類似於 Amphibio 這種東東,
說不定還真能人死裡逃生~
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