海王，讓人類像魚一樣呼吸

眾所周知，人類無法從水中攝取氧氣，因此潛水員在水下活動最核心的問題是呼吸，解決呼吸問題也就成為了潛水技術中最復雜的技術之一。

海王是誰？

其實，水中溶解有一定量的氧氣，魚類就是通過腮從水中攝取氧氣來維持生命的。理論上，如果能掌握從水中快速攝取氧氣的技術，那么人類在水下活動就不再需要攜帶氣體。

但是，人在水下保持長時間呼吸一向被認為是不可想象和不可能完成的事情。人們之所以這么認為，是因為人類和其他哺乳動物沒有與魚類一樣的腮，所以人類無法利用水中的氧氣維持生命。

因此，讓人類像魚一樣呼吸水中的氧氣并長期在水中生存的想法，聽上去就像是科幻故事。但來自南丹麥大學的科學家們，已經打造出了一種特殊的物質——通過使用特殊合成的晶體材料，能夠以極高的濃度吸收和儲存氧氣。只需一小桶這樣的物質，就能夠等效于吸收整個房間里的氧氣。也就是說，只要幾個小小的顆粒，就能替換潛水員所使用的笨重儲罐。

新材料研發負責人丹麥大學克里斯蒂娜·麥肯齊教授稱，這一發現的影響是深遠的——這種材料可以從空氣中源源不斷地吸收氧氣，呼吸功能障礙患者需要日常呼吸氧氣，利用這一技術將可以讓患者擺脫沉重的氧氣瓶；潛水員將來也有可能利用這種技術，潛水員只需攜帶少量這種晶體顆粒，呼吸這種材料吸收自水中溶解的氧氣，將不需要攜帶氣瓶或從水面供應氣體。因此，他們將這種合成晶體材料命名為海王晶體。

這種合成材料可在不借助其他手段的情況下，持續地從空氣和水中攝取氧氣。當然，最關鍵的一點是，該合成材料還能以可控的方式，在需要時進行儲存或釋放。如，只要經過稍微加熱或者暴露于低氧壓狀態下，晶體吸收的氧氣就可以釋放出來。

此外，通過改變材料的組成結構，該合成材料就可以不同的速率釋放出氧氣。當然這也意味著它可用于調節燃料電池的氧氣供給（通過在燃料電池中創建類似的材料層）。該研究成果朝讓人類像魚一樣呼吸水中的氧氣這一目標前進了一步，不過，目前大批量生產這種合成材料還很難實現。

海王這一名字來源于DC漫畫公司旗下的超級英雄，由保羅·諾里斯與莫爾·韋辛格聯合創作，首次登場于1941年11月的《多趣漫畫》，是美國海邊一個燈塔看守人與海底之國的亞特蘭蒂斯皇后所生，擁有半人類、半亞特蘭蒂斯人的血統。

海王從小就展現出了遠超常人的各項體能，能在水下自由活動與呼吸，和海洋生物溝通等異于他人的能力。在前任亞特蘭蒂斯國王死后，王位空缺，海王母親派人找到他，加冕其為亞特蘭蒂斯國王，掌管七海。海王被賦予了亞特蘭蒂斯王權的象征，其能操控大海力量，掀起風浪的三叉戟，后與超人、蝙蝠俠等人創立正義聯盟，成為聯盟七大創始人之一。

海王晶體如何起作用？

那么，與功能強大的海王同名的海王晶體又是如何起作用的呢？

海王晶體吸收氧氣的能力主要依靠鈷離子，并配合以專門設計的有機分子。這種吸收氧氣的能力取決于可用的含氧量、環境溫度以及大氣壓力，且它可以在數秒到幾天的時間里慢慢進行轉化。

南丹麥大學的Christine McKenzie教授表示，這種新材料的一個重要特性是，它不會與氧進行不可逆的反應，因此可以像人造血紅蛋白一樣，成為氧的傳輸和儲存介質。這非常類似于血紅蛋白吸收氧氣的能力。

由于氧氣難溶于水和血液，地球上所有生物都是利用金屬離子結合和運輸氧氣的，人和許多動物血液中的血紅蛋白就是依靠鐵離子結合氧氣的，肌肉細胞內的肌紅蛋白、神經細胞內的腦紅蛋白等也屬于類似分子。螃蟹和蜘蛛等動物則依靠銅離子實現結合和運輸氧氣的目的。金屬離子吸收氧氣的能力十分巨大，因此這種材料擁有強大吸收氧氣的能力并不讓人意外。如果有一天，潛水員直接在水中吸氧，而無需背著沉重的儲罐等裝備，大家也沒必要去驚訝了。

McKenzie教授稱，他們想知道光是否也能夠觸發其釋放氧氣，如果可行，那海王晶體將在人工光合作用領域迎來廣闊的前景。至于這項技術將于何時商業化，目前并未被擺上議事日程，但這項研究已發表在英國皇家化學學會會刊——《化學科學》雜志上。（責任編輯/和恩馨）