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现在，许多科学家都致力于研究一种人工腮，供人在水下活动时呼吸用，但是理想的人工腮至今仍在科学家的追求中，不过，可以断言，随着科学技术的长足进步，理想的人工腮离问世不会太远了。
20世纪80年代，美国北卡罗来纳州杜克大学的科学家夫妇约瑟夫和西莉亚•伯纳文图拉发现，鱼之所以能在水中呼吸，是在对pH值敏感的血红蛋白——运送氧气的血液蛋白质的帮助下做到的。当鱼鳔周围的细胞向血液中释放乳酸时，血液pH值的下降导致氧气释放进入鱼鳔，以确保提供鱼在潜入更深的水中时呼吸所需的氧气。这对夫妇意识到，可以通过模仿鱼的这个提取空气的过程创造出人工腮，实现多种用途。他们模仿鱼的血红蛋白，考虑利用可以与氧气牢固结合的合成化学物质也就是人造血红蛋白，当这种合成化学物质通过一个电极时可以释放氧气。伯纳文图拉夫妇为潜水者设计的腮由两个循环组成。在第一个循环中，人造血红蛋白从水中提取氧气。在这个循环的下一阶段，携带氧气的人造血红蛋白流过一个电极并释放出氧气，释出的氧气进入运送可呼吸空气的第二个循环。
随着潜水者下潜，更高的压力一方面压缩可呼吸的气体，另一方面使得更多的气体溶入水中。由于氮气占空气的比例大约为80%，所以大部分损失的是氮气。为了防止肺无法适应，腮不得不向可呼吸的气体中泵入更多的氧气。氧气的比例因此而得到增加，这会导致
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