Жидкостное дыхание - фантастика или реальность?

Многие водные животные приспособлены для дыхания водой. Но им требуется пропустить огромный поток воды через жабры, чтобы получить достаточное количество кислорода, содержание которого в воде гораздо ниже чем в воздухе. Для человека такой способ дыхания не подходит, наши легкие адаптированы к насыщенной кислородом атмосфере.

Но можно использовать для дыхания другие жидкости, в которых степень насыщения кислородом гораздо выше. Такие технологии в перспективе имеют достаточно широкую сферу применения.

Принципы жидкостного дыхания

Эксперименты на животных показывают, что дыхание жидкостью, состоящей из перфторуглеродов вполне возможно и не несет рисков для жизни. В этих веществах достаточно малы силы межмолекулярных связей, поэтому по плотности они занимают промежуточное положение между жидкостью и газом.

За счет таких свойств, перфторан растворяет в 20-25 раз больше кислорода в сравнении с водой. Также он хорошо впитывает углекислый газ, поэтому вполне может служить заменой атмосферного воздуха.

На данный момент главная проблема с внедрением технологии дыхания жидкостью – отсутствие подходящей смеси перфторанов, способной с одной стороны обеспечить достаточный газообмен, с другой – не создавать повышенную нагрузку на дыхательные мышцы. Ученые, в том числе отечественные утверждают, что решение этой проблемы будет достигнуто в ближайшие годы, что позволит радикально изменить многие сферы человеческой деятельности, связанной с освоением океанов и морей. А помогут в этом в том числе и сканирующие микроскопы, такие как здесь - https://nanoafm.ru/produktsiya/skaniruyushchie-zondovye-mikroskopy. Они могут работать не только с твердыми веществами, но и с жидкостями.

Перспективы применения технологии

В первую очередь дыхание перфотраном будет полезным для подводников. За счет отказа от газовых смесей удастся значительно повысить устойчивость человеческого организма к глубоководному давлению. Заполненная жидким веществом грудная клетка будет гораздо лучше сопротивляться внешнему давлению воды, что позволит значительно увеличить глубину погружений без необходимости использования батискафов и другого громоздкого оборудования. Также перфторуглероды позволяют устранить риск кессонной болезни. Она возникает из-за растворенного в крови азота, которого в жидких дыхательных смесях практически не будет.

Еще одно направление для использования – медицинское. Перфтораны можно использовать в качестве кровезаменителей, дыхание жидкостью будет полезным в реанимационной практике и для проведения сложных операций.

Кровезаменители из перфторанов существуют достаточно давно, но их применение пока не стало массовым. Связано это с высокой стоимостью и достаточно ограниченным спектром применения так как полностью заменить кровь такие жидкости пока не в состоянии.

https://nanoafm.ru/