按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页,按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页,按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部!
————未阅读完?加入书签已便下次继续阅读!
我,那她一定是亏了,姐姐可以配得上天下最好的男人。
    姐姐就是水里的仙子,必有补天济世之才,利物济人之德,如蒙发一点慈心,那就把我是收了去。我真的很想陪在姐姐的身边,从日出到日落,从潮涨到潮落,只想这辈子就陪在姐姐的身边。那便是真正的幸福了,更有一天姐姐要是不弃,携带弟子得入大海的话,在那没有边际的大海中,漆黑无光的世界里锻炼几年,自当永佩洪恩,万劫不忘姐姐的对我的恩典。
    也许是开始缺氧的缘故,在水里果然不像是在陆地上,在陆地上我可以自由的呼吸,可是水里就连这最简单的事也变成了奢侈。有的时候想想人类也真够若的,我们只能活在陆地上,科技已经发展了这么久了,就没有科学家跟我一样想要在水里自由呼吸吗?估计就是因为研发这样的黑科技,振不了钱,谁会资助这样的实验室,人第一感觉就是在水里呼吸是不可能办到的。
    估计有很多的人跟我一样从小就对这个问题感兴趣,虽然这样的努力做过很多,上帝指使教授还做过一些严肃的科学研究和调查,可惜都是无功返。我敢负责任的说,迄今为止,世界上没有一个实验室真正研发出实用化的人造鳃,就算是有也还在理论化阶段。先说说人造鳃的历史:从上世纪起,有人就提出了用聚二甲基硅氧烷这样的膜材料实现从水中分离溶解氧的想法。他甚至还做出了一个样机,能供一只小狗呼吸,但远远达不到供人呼吸的程度。
    上世纪后期有人提出用新一代的非对称聚二甲基硅氧烷有多棒,做过一个人造鳃,不过其体积非常大,有一个多冰箱那么大,在演示时需要推着在水里不断前进来获取足够的氧气,而且只维持潜水员正常呼吸了18分钟。当然这样的试验从来没有停止过,也取得了不少的进步,可是还是远远不够,还是不能满足潜水的需要,先后有至少一个组对人造鳃做过严肃的科学研究。
    上帝指使教授更是发过几篇文章,鼓励年轻人对此进行研究,可惜大地朝的人碍于市场的前景,没有人做过这样的研。大地朝的人就等着国外的科学家把东西是做出来了,我们就可以完全的山寨过了,这样的做是最划算的。国外的人一直在进步,而我们国内的人一直在模仿,我们也的模仿技能也进步了。
    也有人尝试用疏水的中空纤维膜作为人造鳃,膜外与外界水体接触,膜内用泵驱动可富氧的液体通过,再从另一侧通过加热或光照的方式将富氧液体中的氧气释放出来。但是,无论怎样优化,都无法将维持这套系统提供一个人足够正常呼吸(仅仅是静息时)的氧气的能量降低到150W一下。虽然氧气的来源理论上是解决了,但电源又成了问题。
    另外一种思路是用微流控芯片取代中空纤维膜作为人造鳃的鳃体,这样做的好处,是因为微流控芯片是通过光刻技术“打印”出来的。所以可以设计管道的形状从而将效率最大化。然而,这个项目最终也不了了之,微流控芯片加工的成本要大大高于中空纤维膜,而且怎样把这么多微流控芯片集成起来也是问题。另外,还是需要一个泵来驱动水流过这些微通道。然而,这个项目最终也不了了之。微流控芯片加工的成本要大大高于中空纤维膜,而且怎样把这么多微流控芯片集成起来也是问题。另外,还是需要一个泵来驱动水流过这些微通道。
    下面来分析一下为什么人造鳃的实现如此困难,甚至比登月难度还要大:首先要科普一下有关人造鳃的理论基础。这里面涉及的最重要的原理,就是氧气的传递过程。化工里将所有物质的传输都归结为“传质”。在人造鳃里,可以简单地认为有三个“串联”的传质过程:1。氧气在从水的本体中传输到水…膜界面。2。氧气从膜的一侧传输到另一侧。3。氧气从膜的另一侧界面传递到管道内的富氧液体(或气体)中 在这三个过程中,最慢的一步决定了整个过程的速度。
………………………………
刹那芳华 一千九百七十四章  水下呼吸并不靠谱
    在此之前,膜技术还不够先进,最慢的一步发生在第二步,即氧气在膜中扩散。然而,现在的膜技术已经比较先进,有的多孔疏水膜实际上膜两侧的气液界面是直接接触的,疏水膜起到一个阻碍水穿透的作用,并不妨碍传质。膜另一侧的富氧液体或者气体可以选择,所以最慢而且是很难改变的一步变成了第一步,也就是氧气在水的本体中传输的过程。这个过程之所以很慢,是由水的理化性质决定的。
    水分子之间有很强的氢键,所以水是黏度非常大的液体,氧气在水中扩散,需要从中费力地挤过去。说到这里,有人可能会问了,为什么鱼用鳃可以活的好好地呢? 其实也不是所有的鱼用鳃都活的很舒服。有一种鱼,得不停地通过游动来维持氧气供应,比如胎生的鱼类。因为生的鱼类没有鱼鳔,而鱼鳔的存在,是为了让鱼可以经常浮在水面上喘口气。这也说明,光靠鱼鳃,那鱼必须不停地游动。
    于是又回到了刚才说的氧气在水里的输运过程,虽然氧气在水中自由扩散的速度很慢,为了解决这个问题。就得通过大量的运动来进行水与身体的交换,鱼类可以通过对流的方式促进氧气的传质效率。鱼在水里不停地游动,一方面是为了获取食物,另一方面是为了获得氧气,在有限的时间里让鱼鳃表面和更多含溶解氧的海水接触对流,才能获取足够维持生命活动的氧气。然而鱼类是冷血动物,冷血动物的耗氧速率要大大低于人类这样的温血动物,况且人的游动并不像鱼类那么有效率。
    而这一切就是我们要学习的,我们要学会改变,身体也要不断的适应才行,只有我们身体更适应水里的环境,才能真正的潜入到水里,而不是呆在水里。就算是我们真正的研发出了呼吸腮,可是却因为我们害怕下水,连最基本的潜水也不会的话,就算是科技再怎么进步,我们人类想要真正的下到水里,也是不可能做到的。所以为了产生足够的对流,就必须用泵驱动水从不断流经膜的表面。
    这就是为什么所有的人造鳃到最后都产生了一个不可避免的问题:泵有多费电?如果泵的费电程度,达到了用商品化的电池驱动所能维持的时间,还不如氧气瓶的话,这么昂贵复杂的设计不就变得没有意义了吗?然而很不幸,现在的机械程度也电池储能技术,并没有开发到真正能达到让呼吸机的问世的条件。全封闭可循环式水下呼吸器(CCR)的问世,让人造鳃的研究雪上加霜。无论是再伟大的发明,只要是两者是缺其一,都不能取得伟大的成就。
    理论上来说,CCR的续航能力,据说可以轻松达到两小时以上,这是因为在一般的SCUBA中,呼出的气体直接排放进了海水里。然而人呼出的气体里,仍有16%的氧气(吸入的气体中含21%的氧气)。CCR的原理,是用CO2吸收剂将人呼出的气体中的CO2吸收掉,然后再补充少量氧气,便可维持呼吸。上帝指使以为这事很假,人呼吸进身体里的并非纯氧,去掉CO2再补充少量氧气,那便成了万能膜了。如果只是从水中分离氧气供潜水员呼吸的话,除了分离氧气所需的功率,还需要给气体加压到至少与周围水压平衡,跟氧气瓶相比有点多此一举。
    当然,科学就是在不断的摸索与失败中取得的进步,我们只有相信理论可以转变为现实,我们才会取得进步。真的等着别人把技术是做起来了,我们再去抄,再去仿,那我们大地朝永远都只能是大地朝,想要挤入强国那是永远不可以的。黑科技的进步,需要各个方面的细节的支撑,每一个不起眼的小的科技的发展,就是支持着我们黑科技发展的原因。
    对于科学家来说,理论上的东西,都是可以实现,可是操作起来,也是需要花时间的。 所以结论是,人造鳃是个看起来非常具有科学浪漫主义的想法,然而实际上,以目前电池技术和其他技术所能达到的水平,无论是可行性还是经济性,都不如现在已有的氧气瓶。说到底这都是小说里浪漫主义的情节而已,与其是花大价钱是造人造鳃,还不如研究机器人。
    那才是最恰当也是最适合脆弱的人类的方法,有了机器的保护也是最安全,比起那呼吸腮更是最行之有效的。所谓的人造鳃从一开始大家都认为这是科学家用来骗钱的手段,自然没有人愿意给这样的科学家赞助,生