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人类能否实现两栖生活 3D打印人造鳃

字号+ 作者:小九白 来源:3Dprint 2018-09-26 09:30

摘要:气候变暖,水位上涨,人类探索新的生活环境,是移居其他星球还是就地适应水中生活,随着3D打印技术的日益成熟,科学家们选择了向水下探索。……

        全球变暖已经不是新话题了,据推测,2100年地球温度将上升3.2℃。如果是这样,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。
        考虑到这些推测,为了让人类能够适应生存。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介绍,“我特别感兴趣的是潜水昆虫,它们可以凭借鳃在水下生存。”
       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“其他一些东西”,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收氧气。 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CO2气体填充鳃,模拟人呼出时CO2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在这里解释说:“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。
       这项技术仍在探索和完善中, 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。
       若此项技术能研究成熟并投入使用,那人类在水中生活将不再只是幻想,既适应了生活环境,又能去更深层次的探索水下世界,大家共同期待。

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