遨游大海,梦想成真—人工鳃的产生
- 日期:2009-08-23 08:26
- 来源: 互联网
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“天高凭鸟飞,海阔凭鱼跃”。有一天人类能像鱼儿一样,在大海里自由遨游多好啊!科学家们对鱼类进行了研究,发现鱼之所以能生活在水里,是因为鱼具有鳃这一特殊的生理构造。鳃能将水中所含的氧分离出来供鱼类生存需要,同时将鱼体产生的二氧化碳通过鳃排出,这样来完成鱼的呼吸循环,使鱼类能在水中生存。要是人有鳃一样的器官,不就可以像鱼一样在水中生活了吗?很遗憾,我们人类身上没有这样一个器官,今后也不可能长出一个鳃来。但是,我们能否利用智慧,人工制造出一个这样的鳃来呢?如果能获得成功,不就可以到水中去遨游,像鱼儿一样在水中自由自在的生活了吗?要制造人工鳃,首先要找到具有这种特殊功能——即能吸进氧气,呼出二氧化碳气的材料。科学家在研究生物结构时发现,生物的基本生命单元是细胞。细胞膜能将营养物质析出并让它渗到细胞里去,也能将人体排出的废物通过它赶出来,细胞膜在维持生命的新陈代谢中发挥着重要作用。
根据这个道理,如果我们能够研究出一种薄膜,它在水中能吸进氧气,又能排出二氧化碳,人工鳃不就可以制成了吗?有机硅化合物,是元素有机化合物中很重要的一大类化合物。许多有机硅化合物具有优异的化学性质和物理性质,但最神奇的,能为人类创造奇迹的还要数那些特殊的功能材料。科学家在研究硅的有机化合物中,发现有的硅有机化合物可以制成很薄的薄膜,这种薄膜具有生理功能;将它做成一个容器状的立体放入水中后,它能从水里分离出氧气,并将氧气吸收到自己的立体空间中来,同时,它还可以从容器内向外分离析出二氧化碳气体。这不正是鱼类鳃的功能吗?这一重要的发现,促进了科技工作者对这一类材料的研究。但是,从实验到实用的路程是漫长的,只有那些不畏艰险、勇于攀登的人才有希望达到顶峰。在此项研究工作中,实践证明,目前的这种有机硅聚合物薄膜的功能还只是初步的,它分离气体的能力,还不能满足实用要求。
经过计算,要至少20平方米的这种薄膜做成的容器,它从水中分离析出的氧气才能供一个人生存所用。但是,要将仅有1/400毫米这样薄的薄膜作成这样庞大的容器是非常困难的。何况在水下面还有来自各方面的压力,势必会将薄膜压得粉身碎骨。同时,人如果携带着这样一个庞然大物在水中也是难以行动的。当然,要想人工鳃小型化,其困难更是可想而知的。为了探索物质的奥秘,科技工作者并没有在困难面前止步,他们继续不断总结经验,顽强奋进。因为既然像鱼鳃一样功能的材料已经找到,这为制造人工鳃奠定了可贵的基础。今后的工作只是如何进一步提高功能,满足人类的实际需要。目前,有的科学家在研究将这种有机硅聚合物薄膜改制成毛细管形来试验,看能否提高其生理功能。经过科技工作者的不断努力,符合人工鳃需要的特殊功能材料,总有一天,会被造出来,到那时,人类遨游大海的梦将成为现实。