不知道大家有沒有看過一部電影《未來水世界》，在這個世紀中葉，地球已經變成了水球，因為全球變暖產生的溫室效應導致地球的海平面上升，人類世界變成一片汪洋，人類只能生活在漂浮的人造島嶼上，男主角因此竟然長出了像魚一樣的鰓。
雖然是電影藝術加工，但全球變暖確實成為了一個不爭的事實，這個夏天，亞洲、歐洲、北美、北非四個大洲同時“高燒不退”，甚至在原本極寒的北極圈地帶，也監測到了極為罕見的32度高溫。
難道以後人類只能生活在水中？真的會長出像魚一樣的鰓？可能是未雨綢繆，最近，國外科學家 Jun Kamei 設計出一款3D打印服裝——Amphibio。可以幫助人類在水下呼吸。
兩棲鰓長啥樣？
Amphibio由兩部分組成，上半部分和我們常見的呼吸面罩類似，將你的口鼻緊緊的包裹起來，防止進水。
下半部分由白色多孔的疏水材料組成，柔性防水圈採用3D打印，表面覆蓋的軟性材料凹凸不平。長得很像奶油雪糕……通過補充周圍水中的氧氣並消散二氧化碳來支持水下呼吸，Jun Kamei 也將它形象的稱為“鰓”。
從哪兒來的靈感？
提起設計這套兩棲鰓，研發人員表示：到2100年，全球整體氣溫會比現在上升3.2度，會導致5億至30億人口所處的海平面上升，並淹沒位於沿海地區的超大城市。那個時候人類只能生活在水面上，如果沒有隨升潛水設備，日常生活會變得特別麻煩。
因此，他想到了自然界常見的潛水昆蟲，這種昆蟲體輕於水，一般附著在河底的植物上，靠身體周圍和翅膀下存儲的空氣進行呼吸，氣泡中的氧氣被它消耗完之後可從水中擴散而補充；而它排出的二氧化碳到氣泡中，再溶於水。
兩棲鰓如何工作的？
Amphibio兩棲鰓工作原理同我們常見的呼吸機類似，位於頸部和胸部周圍的白色裝置起到了魚鰓的作用，整個裝置內部是空心的，含有空氣，可以通過上半部分的白色面罩吸入和呼出，呼出的氣體通過管子連接到鰓附件上。
鰓附件由微孔疏水材料3D打印，通過從周圍水中提取氧氣並消散整個系統中積聚的二氧化碳來支持水下呼吸。
不用擔心呼吸的時候進水，鰓附件的材料中的微孔允許空氣通過，但阻止任何水滲透。
Kamei的Amphibio通過兩個連接管懸掛在充水罐的中心。通過左管，Kamei用70％的二氧化碳氣體填充進鰓附件，模擬人呼氣時的二氧化碳濃度水平。連接到第二管的傳感器始終監測鰓中的氧氣水平。
Kamei解釋說：該系統採用氣密單向閥密封，因此在鰓中補充氧氣的唯一方法是通過周圍水膜。氧氣溶解在周圍的水中，並且由於鰓中的氧氣比例低，水中的氧分子通過鰓膜以補償濃度差異，比如滲透的情況。
類似的事情發生在過量的二氧化碳分子上，二氧化碳分子從鰓到周圍的水以相反的方向流動。
理想很豐滿，現實很骨感
Amphibio項目是在RCA-IIS東京設計實驗室內開發，這是一個實驗設計技術工作室，由RCA和東京大學合作建立。
Amphibio無法取代典型的潛水設備，但Kamei確實給出了下一階段的實現方法。
首先，需要確保在身體周圍有足夠的Amphibio表面積。 其次，當鰓不能提供足夠的氧氣時，需要採取安全措施來監測氧氣水平並切換到較小的應急氣體罐。最後，需要在“人體耗氧量模擬控制水族箱”中進行測試。
如果要在人體上進行測試的話，設計師表示至少將需要32平方米的鰓附件來支持水中的人體消耗。
此外，雖然鰓可以從水中吸收氧氣，但它不能獲得氮氣，因此潛水員肺部的氮氣（佔78％）很快就會滲出，軟管會塌陷，呼吸面罩會溢水。對於Amphibio來說，情況會更糟，因為疏水錶面捕獲的空氣層會減少，並且很快就會隨著氮氣擴散到周圍的水中而消失。
最後，假使人工鰓在非常淺的水中效果最好。如果潛水員下降超過幾英尺，水壓將再次使軟管塌陷，氣囊和麵罩將淹沒。
雖說現目前還無法完全支持人體呼吸，但它可以在小型氣罐補充時起作用，並且試用起來也沒有傳統的潛水設備那樣麻煩。Kamei解釋說，“如果你熟悉自由潛水和水肺潛水設備，Amphibio就在這兩者之間。”
並且，Kamei表示，在不久的將來，它可以讓佩戴者在水下停留時間比在自由潛水時更長，但設備更少傳統的水肺潛水容器箱可完全拋棄。
雖然兩棲鰓正式上市時間還未確定，但藝術家Kathryn Strudwick已經設計提供未來世界的效果圖，其中Amphibio可用於水下游覽，而人類可以毫不費力地在水下呼吸。
嘖嘖嘖
真夢幻，看得極果君心癢難耐啊，希望早日上市，大家一起潛個水~
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