戴上人工鳃去海底生活

芹芹

有这么个美丽的神话故事;一位善良的渔夫，在海滩上救起了一尾快要干死的金色小鱼，把它放回了大海。为了报答他，小鱼送给他一颗避水神珠。从此，渔夫就能自由进出海底龙宫了。这个故事反映了人们征服大海的美好愿望。而今天，通过科学家的辛勤探索，这一神话正在变成现实！

第一只“水肺”

1943年6月的一天，地中海岸边，几个人打开一只箱子，从里面取出一具形状奇特的东西，他们管它叫“水肺”。这时，一个人把水肺背在身上，他就是水肺的发明者库斯图。这次，他将使用这只水肺，进行一次没有安全信号绳连接的潜海试验。这项前所未有的试验，具有极大的风险。

所谓水肺，就是今天已被广泛应用于潜海等水下活动的背负式氧气瓶潜水装置。它由灌进了高压氧氦混合气体的气瓶、装有特殊阀门的供气调节器和由软管与气瓶相连的呼吸罩组成。

当时，库斯图背着重达30公斤的水肺，套上游泳蹼板，把呼吸罩衔咬在嘴上。一切准备就绪，他走向大海，渐渐消失在海面。时间一分一秒地过去了，岸上的人紧张得心都蹦到了嗓子眼……终于，库斯图和银白色的气瓶露出了海面，他成功了！

库斯图的发明揭开了人类潜水史上新的一页。然而，人们并没有满足于水肺提供的有限的潜水时间和水下自由。为什么鱼儿在水中不会淹死？能不能仿照鱼鳃，造出可供人类在海里直接呼吸水中氧气的人工鳃呢？

水中的小鸟

1985年，日本筑波国际科技博览会上，一尊注满清水的长方形玻璃鱼缸里，竟生活着一只欢快跳跃的小鸟！原来，小鸟生活在水中的一个密封玻璃“鸟笼”里，“鸟笼”由两根管子与一套同样浸没在缸里的复杂装置相连。这就是能直接从水中获得氧气、供小鸟维持生命的人工腮！

这个人工腮里，藏有1000多根长25厘米、直径仅0.3毫米的纤细硅橡胶管。这些硅橡胶管具有“筛子”般的奇异功能：当水流过人工鳃时，管壁能阻挡水分子的渗透，而把水中的氧分子“筛”进细管内部。这样，众多的细管就为鱼缸中的小鸟提供了足以维持生命的氧气。

遗憾的是，目前硅橡胶细管的透气效率还太低，要从水中 获得足够氧气，就得大大增加细管的数量。据估计，要提供一个人所用的氧气量，至少需要2万多根这样的细管。这么多充满氧气的细管合在一起，将会使人工鳃变成使人无法下潜的“救生衣”。另外，硅橡胶对海水的抗腐蚀能力较差，长期浸泡在海水里，会对潜水者的安全造成威胁。所以，这种用硅橡胶细管制成的人工鳃还不能付诸实用。能不能找到更加先进有效的办法呢？

奇妙的“血红蛋白海绵”

能！后来，科学家研制成功了一种能高效吸取海水中氧气的人工鳃。它是根据鱼鳃在水中吸氧的生物化学原理，采用一种叫“血红蛋白海绵”的特殊材料制成的。

原来，动物血液中，有一种专门用来交换和运输氧分子的血液蛋白质，叫作“血红蛋白”。科学家根据这一原理，把从人体血液中提纯出的血红蛋白，用特殊的技术处理后，固定在由二氧化硅与聚氨酯合成的海绵状材料上，制成了血红蛋白海绵。这种海绵一浸入水中，大量的血红蛋白就牢牢抓住了水中的氧分子。这时，只要让海绵通上一定的电流，氧分子就会自行脱离“载体”，变成氧气，源源不断地释放出来。

目前，科学家已用血红蛋白海绵制成了一个供实验用的人工鳃。这个直径约1米、长约3米的人工鳃，可供150人在水下用氧，平均每人占用的血红蛋白海绵还不到0.03立方米！近年来，还有科学家利用这一方法制成了能戴在头上的人工鳃，戴上它，潜入水中足以生活一个星期。可惜，它还是存在体积较大、使用不方便的问题。不过，科学家预言：不久将出现小巧轻便的背负式人工鳃。如果进一步改进，将会出现口罩 式或口含式的人工鰓！那时，人们就能长期在海底生活了。