這個可穿戴腮,能讓人在水下自由呼吸!

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。

這個可穿戴腮,能讓人在水下自由呼吸!

難道說,電影2012中的場景真要變成現實了?

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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

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準確的說,Amphibio 是一套3D 打印服裝。這造型是不是有點兒魔幻?

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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。

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第二部分,是由白色多孔的疏水材料組成的柔性防水圈。

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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!

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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。

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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。

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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。

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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溼。

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根據這些仿生學的原理,Jun Kamei 和 RCA-IIS 研發了這種 3D 打印的全新疏水材質,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。

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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~

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Amphibio 通過過濾氧氣,置換氣倉中的二氧化碳。

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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。

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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 。

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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,疏水錶面捕獲的空氣層減少,並且會隨著氮氣擴散而消失。

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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。

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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!

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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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