近日，中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)對(duì)外宣布，成功研發(fā)出全球首個(gè)仿生人造魚(yú)鰓裝置，佩戴者可無(wú)氧潛水至30米深度，停留時(shí)間超2小時(shí)。 

工作原理揭秘：仿生與新材料相結(jié)合

全球首款人造魚(yú)鰓的成功面世無(wú)疑是一座具有里程碑意義的豐碑。這一開(kāi)創(chuàng)性的科技成果，凝聚了無(wú)數(shù)科研人員的智慧與心血，是跨學(xué)科領(lǐng)域協(xié)同創(chuàng)新的結(jié)晶。

該裝置主要是借鑒、模仿自然界魚(yú)類(lèi)鰓部結(jié)構(gòu)和水下工作原理；使人能夠一邊從水中高效獲取氧氣，一邊將呼出的二氧化碳又排放到水中，周而復(fù)始，實(shí)現(xiàn)水下呼吸。

其中，獲取氧氣的關(guān)鍵是借助了一款新型薄膜材料的超強(qiáng)氧氣滲透性和防水性，來(lái)提取水中溶解氧。它的工作原理與膜分離制氧原理類(lèi)似，讓內(nèi)置的微型震動(dòng)壓縮機(jī)與氣體分離膜技術(shù)協(xié)同工作；憑借呼吸動(dòng)作實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)，無(wú)需額外配備電源。裝置上還會(huì)配備實(shí)時(shí)血氧監(jiān)測(cè)與深度報(bào)警功能，可對(duì)使用者提供實(shí)時(shí)預(yù)警，保障用戶(hù)在使用過(guò)程中的安全。

應(yīng)用場(chǎng)景：解鎖更多水下活動(dòng)

這項(xiàng)技術(shù)將顛覆許多傳統(tǒng)領(lǐng)域，帶給人們前所未有的體驗(yàn)：

1. 潛水運(yùn)動(dòng)：潛水愛(ài)好者可輕裝探索海底世界；

2. 水下救援：可用于水下救援，挽救更多生命；

3. 深?？蒲校嚎茖W(xué)家可長(zhǎng)時(shí)間在水下進(jìn)行觀測(cè)、采樣等研究工作；

4. 軍事：可以用于水下偵察、特種作戰(zhàn)等任務(wù)，提高軍隊(duì)的水下作戰(zhàn)能力。

5. 娛樂(lè): 無(wú)需攜帶氧氣瓶，在水下自由活動(dòng)，暢快呼吸。

人造魚(yú)鰓的成功研發(fā)，彰顯了中國(guó)科技創(chuàng)新的卓越實(shí)力，更代表了膜分離制氧技術(shù)在應(yīng)用領(lǐng)域的一次突破性創(chuàng)新。我們有理由堅(jiān)信，在不久的將來(lái)，膜分離制氧及用氧技術(shù)將迎來(lái)更廣泛的開(kāi)發(fā)與拓展，為人類(lèi)生活帶來(lái)更多福祉。

附：膜分離制氧工作原理

膜分離制氧技術(shù)是基于空氣中各組分透過(guò)膜時(shí)的滲透率和擴(kuò)散系數(shù)的不同，利用滲透壓差，使氣體分子在薄膜上滲透，從而實(shí)現(xiàn)氣體分離的技術(shù)。

空氣壓縮機(jī)將清潔的壓縮空氣送入中空纖維膜組件后，空氣中的氧氣和氮?dú)庠谀蓚?cè)分壓差的作用下，滲透率和擴(kuò)散系數(shù)大的氣體（如氧氣）穿過(guò)膜并在膜的滲透?jìng)?cè)富集，而滲透率和擴(kuò)散系數(shù)相對(duì)較小的氣體（如氮?dú)狻鍤猓﹦t被截留在膜的另一側(cè)，作為廢氣排出。