Рідке дихання

Це, ймовірно, кліше в науковій фантастики: в'язкої речовини надходить костюм або капсула дуже швидко, і головний характер раптом відкриває, як швидко він втрачає залишки повітря від власних легенів, і його всередині заповнюють незвичайною рідиною лімфи в кров. Зрештою, він навіть паніки, але займає кілька інстинктивних шпилів, або досить зітхається, і приємно виявити, що він може дихати цю екзотичну суміш, як якщо він дихає звичайного повітря.

Чи ми далеко від ідеї рідкого дихання? Чи можна дихати рідку суміш, і це дійсно потрібно?
Існує три перспективні способи використання даної технології: медицина, що досяжна до великих глибин і космічних досліджень.

Тиск на тілі дивера підвищується з кожним десяти метрів на атмосферу. У зв'язку з різким зниженням тиску може початися хвороба кадсона, при виявах яких гази розчиняють в крові починають кип'ятити в бульбашок. Також при високому тиску можливе отруювання кисню та азоту. З усіма цими бортами використовують спеціальні дихальні суміші, але вони не дають ніяких гарантій, але тільки зменшують ймовірність неприємних наслідків. Звичайно, можна використовувати дайвінгові костюми, які підтримують тиск на тілі дивера і його дихальну суміш в точно таку ж атмосферу, але вони в свою чергу великі, об'ємні, складно пересуватися і дуже дорогі.

Рідке дихання може забезпечити третє рішення для цієї проблеми при підтримці рухливості пружних гідрозубів і низьких ризиків жорстких просторових костюмів. Респіраторна рідина, на відміну від дорогих дихальних сумішей, не насичує тіло гелієм або азотом, тому також немає необхідності уповільнення декомпресії, щоб уникнути хвороби кадсона.

У медицині рідке дихання може застосовуватися при лікуванні передчасних немовлят, щоб уникнути пошкодження під розвинених бронхів легким тиском, об'ємом і концентрацією кисню в повітрі штучних вентиляційних пристроїв. Виберіть і спробувати різні суміші, щоб забезпечити виживання передчасного плоду почалося в 90-х роках. Можливе використання рідкої суміші з повними зупинками або частковими респіраторними збами.

Космічний рейс асоціюється з великими перевантаженнями, а рідини розподіляють тиск рівномірно. Якщо людина занурюється в рідину, то під час перевантаження тиск підійде на всьому тілі, а не специфічні опори (поворотні спинки, ремені для сидіння). Цей принцип використовувався при створенні перевантажувального костюма Libelle, який є жорстким простором, наповненим водою, що дозволяє пілоту підтримувати свідомість і продуктивність навіть при перевантаженнях вище 10 г.

Цей метод обмежується різницею в щільність тканин тіла людини і рідина, яка використовується для занурення, тому ліміт становить 15-20 г. Але ви можете піти далі і заповнювати легені рідиною, яка близько до щільності води. Повністю занурюється в рідину і вдихаючи рідину, астронаут буде відчувати ефект надзвичайно високих перевантаження порівняно слабко, так як сили в рідині розподіляють рівномірно в всіх напрямках, але ефект ще буде викликаний різною щільністю тканин його тіла. Ліміт все ще залишиться, але він буде високим.

У 60-х роках минулого століття на лабораторних мишей і щурів, які вимушені занурювати розчин саліну з високим вмістом розчиненого кисню. Ця примітивна суміш дозволила тваринам вижити протягом деякого часу, але вона не могла видалити вуглекислий газ, тому легені тварин незрівняно пошкоджені.

Згодом робота почалася з перфторокарбонів, а перші результати були набагато краще, ніж результати експериментів з соляним розчином. Перфторокарбони є органічними речовинами, в яких всі водневі атоми замінені атомами фтору. Перфторокарбонові сполуки мають можливість розчинити як киснем, так і вуглекислим газом, вони дуже інертні, безбарвні, прозорі, не можуть пошкодити тканину легень і не поглинаються організмом.

З тих пір, як було поліпшено дихальні рідини, найбільш просунутий розчин так далеко називається перффлброн або "Ліквент" (комерційне ім'я). Ця нафтоподібна прозора рідина з щільністю двічі щільність води має багато корисних якостей: вона може носити двічі стільки кисню, як звичайний повітря, має низьку точку кипіння, тому після використання її остаточне видалення з легень проводиться випаровуванням. Алвеолі під впливом цієї рідини відкривають краще, а речовина отримує доступ до їх вмісту, це покращує обмін газів.

Легені можуть заповнювати рідиною повністю, це вимагатиме мембранний кисневий апарат, нагрівальний елемент і примусова вентиляція. Але в клінічній практиці найчастіше це не зроблено, і використовувати рідке дихання в поєднанні з звичайною газовою вентиляцією, заповнивши легені з перфектброн тільки частково, близько 40% всього обсягу.

Знімок екрана Надходження (1989)

Що заважає нам з використанням рідкого дихання? Дихаюча рідина в'язкої і погано видаляє вуглекислий газ, тому вам буде потрібно примусове вентиляція легенів. Для видалення вуглекислого газу від звичайної людини вагою 70 кілограмів потрібно потік 5 літрів на хвилину і вище, і це дуже сильно з урахуванням високої в'язкості рідин. При фізичних навантаженнях кількість необхідного потоку буде тільки збільшуватися, і навряд чи людина зможе перенести 10 л рідини на хвилину. Наші легені просто не створюються для дихання рідини і не можуть перекачувати такі обсяги.

Використання позитивних особливостей дихальної рідини в авіації та астронавтики також може назавжди залишатися сном - рідина в легенях для костюма захисту від перевантаження повинна мати щільність води, а перфлуброн двічі є важким.

Так, наші легені технічно здатні «дихати» певну киснево-багату суміш, але, на жаль, ми можемо лише зробити це протягом декількох хвилин, тому що наші легені недостатньо міцні, щоб зберегти дихальну суміш, що циркулює протягом тривалого періоду часу. Ми можемо самі зателефонувати одержувачу і узгодити зручний час і місце вручення квітів, а якщо необхідно, то збережемо сюрприз.

На основі zidbits.com і en.wikipedia.org.

Джерело: geektimes.ru/post/241140/