Venter På Ichthyanders

Innholdsfortegnelse:

Video: Venter På Ichthyanders

Video: Venter På Ichthyanders
Video: ATOMIstudio: Jukka Davidsson - Me voitamme, mutta miten? 22.11.21 klo 18:00 2024, Mars
Venter På Ichthyanders
Venter På Ichthyanders
Anonim

Ideen om den berømte science fiction -romanen av Alexander Belyaev "The Amphibian Man" kan snart bli en realitet. Forskere har utviklet en innovativ pustemetode for dykkere. Aquanaut vil ha kunstige gjeller, og han vil puste væske.

Bilde
Bilde

Erobringen av vannelementet vil bli mulig takket være en ny teknologi, ifølge hvilken en dykker vil motta nødvendig oksygen fra en flytende løsning, og karbondioksid skal slippes ut gjennom kunstige gjeller direkte i sjøvannet. Forfatteren av konseptet er Arnold Lande, en pensjonert kirurg som spesialiserer seg på kardiotorakisk kirurgi. Han søkte om patent på en oppfinnelse som etter hans mening kunne bli en realitet i løpet av få år. Dette vil, håper Lande, være en revolusjonerende revolusjon i historien om dyphavsdykking.

Transformasjon til Ichthyander

Tenk deg dette bildet. Ombord på skipet er dykkeren forberedt på dykket. Legen setter inn to lange katetre i femoralvenen, som er forbundet med rør til de kunstige gjellene i ryggsekken til akvanauten. Blodet hans sirkuleres nå gjennom en enhet som absorberer karbondioksid oppløst i det. Dykkeren tar på seg en maske, og etter å ha sørget for at oksygentilførselssystemet fungerer, begynner dykket. I vannet kobler han sekken til en propell -torpedo, som inneholder en oksygentank og et batteri for gjeller og annet utstyr.

På en dybde på 10 m, hvor trykket er 2 atmosfærer, erstattes luften i masken med en spesiell væske der en enorm mengde oksygen kan oppløses. Ved hjelp av en lokalbedøvelse kan dykkeren enkelt overvinne refleksen av ufrivillig kompresjon av strupehodemuskulaturen, noe som normalt ville hindre ham i å kveles. Så snart lungene er fylt med en løsning, stopper reflekssammentrekningen, oksygen kommer inn i blodet, og på dette tidspunktet begynner kunstige gjeller å rense det for karbondioksid. Det er vanskelig å puste inn flytende løsning (det vil si for å sikre sirkulasjon i lungene), men en spesiell enhet, den såkalte cuirass, gjør denne oppgaven enklere.

Image
Image

Nå er dykkeren helt klar for dypdykking, hvor trykket måles i hundrevis av atmosfærer. Væskeløsningen i lungene vil ikke trekke seg sammen, så de trues ikke av det kolossale vanntrykket. Aquanaut får muligheten til å jobbe i flere timer, hvoretter han raskt og uten stopp stiger til overflaten.

Det ville være selvmord hvis han brukte luftbasert pustegass når han dykket. Luften er 80% nitrogen, og ettersom trykket øker når dykkeren dykker dypere, trenger denne gassen inn i kroppens vev. Hvis trykket synker for raskt under oppstigningen, begynner nitrogen å slippe ut i det menneskelige blodet som brusbobler og blokkerer tilførselen av oksygenert blod til vevet. Dette fører til utvikling av dekompresjonssyke (dekompresjonssyke), noe som kan føre til hjerneskade, lammelse og til og med død.

Men med det nye luftveiene truer ikke "caisson" dykkeren. Den puster bare rent oksygen gjennom løsningen, og dens stigning til overflaten kan skje raskt.10 m fra overflaten tar en person en posisjon opp ned, slik at væsken under påvirkning av tyngdekraften forlater lungene og igjen kan puste inn den vanlige luftblandingen. Ombord får han oksygen en stund gjennom masken, mens legen kobler den fra de kunstige gjellene.

Hamster på hav

Forsøk på dyr viser at dybdedykking med oksygenforsyning gjennom væske i prinsippet er mulig. Professor Thomas Schaffer, direktør for Nemours Pulmonary Research Center (USA), utførte eksperimenter med hamstere som pustet gjennom en oksygenberiket perfluorkarbon (PFC) løsning. Under narkose ble hamsterne plassert i en trykktank, hvor det ble opprettet et trykk som tilsvarer vanntrykket på 300 m dyp. “Vi fjernet hamstere fra tanken og satte dem tilbake til atmosfæretrykk på mindre enn et sekund. Alle dyrene overlevde. Dypdykk med flytende pust er mulig, men selvfølgelig er det risiko for dykkere, sier Thomas Schaffer.

Arnold Lande tror ikke at å puste inn væske vil være det største problemet: "Studier på 1960- og 1980 -tallet viste tydelig at pust i en spesiell væske er en ideell måte å oksygenere dykkere når de dykker til store dybder."

Risikoen for å utvikle dekompresjonssyke ved bruk av tradisjonelt dykkerutstyr har fått dykkere til sjelden å dykke dypere enn 70 meter.

Så langt kan ingen si til hvilken maksimal dybde Lande oppfinnelse tillater å synke. Ifølge ham er en kilometer ekte.

Det ser ut til at problemet med dekompresjonssyke bare kan løses ved å gi dykkeren muligheten til å puste rent oksygen, og ikke luft eller pusteblanding. Men dessverre er oksygen i store mengder gift. Erstatning av atmosfærisk nitrogen med en kjemisk passiv inert gass - for eksempel helium - er ikke mye bedre.

Den eneste løsningen er en sterkt oksygenert slurry. Vi er ikke fisk, vi har ikke gjeller som kan absorbere oksygen fra vannmiljøet rundt og slippe ut karbondioksid. I tillegg er oksygen i vann ti ganger mindre enn i luft. Derfor fører inntrengning av vann eller andre fremmedlegemer og stoffer til det menneskelige luftveiene til pusten og kvelning, det vil si kvelning. I tillegg skiller vanlig eller saltvann i sammensetningen seg fra blod, og osmotiske fenomener på alveolært nivå fører til ødeleggelse av lungevev og selve blodet. Men lungene reagerer på en helt annen måte til perfluorkarbon, der oksygeninnholdet kan være opptil 20 ganger mer enn i vann, og tre ganger mer enn i blod.

Bilde
Bilde

Kunstige gjeller vil fjerne karbondioksid fra blodet

PFC er kjemisk inerte og giftfrie. Når det fyller lungene, er det nok oksygen i blodet, og løsningen beskytter lungene mot skader forårsaket av rent oksygen i gassform. Til dags dato har det vært mange eksperimenter med mus og andre små pattedyr. Dyrene ble helt nedsenket i en beholder med en løsning og pustet inn PFC, men de ble gradvis slitne, fordi tettheten og viskositeten til løsningen krever mye større muskulær innsats. Arnold Lande kommer til å løse dette problemet ved å bruke et brystbelte.

Anbefalt: