从海水中摄取氧气的人工鳃

【英国《经济学家》周刊八月二十五日一期文章】人血必将使水下勘探面目一新。两位美国科学家利用含氧的血球蛋白研制出了一种从海水中摄取氧气的人工鳃，从而使内燃机得以在水下工作。
深海潜水器目前拖着氧气筒，并依靠使用寿命很短的电池。但是，它们周围的水中到处都溶解了氧气。潜水器如能摄取水中的氧气，将能无限期地呆在水下，并使用化石燃料取代电作为动力来源：汽油所能提供的能量是同样重的一块电池的三百倍。这样一来，潜水器里的人——就此而言还有潜水员——可能将不需要氧气罐了。
善于从水中获得氧的物质所采用的方法是同氧反应形成氧化物；因此，要想使它们再放弃氧非花一番力气不可。大自然用像血球蛋白这样的巧妙分子解决了这个问题。血球蛋白分子中心有一个很亲氧的铁原子，但它的周围有一层蛋白质外衣。
杜克大学北卡罗来纳州海洋生理医学研究中心的两位主任约瑟夫。博纳文图拉和西莉亚·博纳文图拉，研究出了在一个人工结构中利用自然血球蛋白的方法。该结构由一块聚氨基甲酸酯或二氧化硅海绵构成。这块「血海绵」接触海水时就象一个鱼鳃一样收集氧气。从该结构中分离氧气有两种可能的方法，哪样最有效目前还不清楚。一种方法是将海绵放入真空中，从而模仿血液接触一块肌肉时氧浓度的降低。第二种方法是给血球蛋白通电，从铁原子中夺走一个电子，从而破坏它对氧的亲力。