液體呼吸 人類可以像魚一樣活在水中嗎?

編譯/高晟鈞

你有想過可以像魚一樣在水中自由呼吸嗎?通常,從液體中獲得氧氣被認為是天方夜譚,然而,近期有一種概念已經被用於動物測試,我們理論上可以從某些富含氧氣的液體中自由呼吸

液體呼吸可能對深海潛水員有益,不必擔心罹患潛水夫病。示意圖。圖/123RF

像是科幻小說

在科幻電影無底洞(The Abyss)中,就有一幕是主角將白色寵物鼠淹沒入水中;神奇的是,老鼠竟然開始呼吸進了液體。後來Adam Nelson在紀錄片中才解釋道,這種液體實際上是真正的含氧全氟化碳液體,因此老鼠看起來像是真正的在「呼吸水」。

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除了醫療用途之外,人們偶爾會想到液體呼吸可以使深海潛水員受益。潛水時肺部充滿液體,會使內部壓力與外部壓力相匹配,這意味著您不必擔心罹患潛水夫病。

水下與液體呼吸可能嗎?

儘管研究人員透過動物實驗證明完全液體通氣是可能的。然而,許多動物在恢復正常呼吸後卻面臨死亡,這是因為雖然氧氣可以被輸送到血液中,但二氧化碳的消除系統卻受到了損害。

部分液體通氣時,液體量較少,可以透​​過蒸發排除。然而,完全浸沒在液體中呼吸並不令人愉快,而且在整個過程中你基本上會感覺自己正在溺水。考慮到您的身體不習慣在體內移動密度較大的液體,肺部的擴張和收縮也會成為一個問題。如何清除二氧化碳將是一個需要解決的問題。有些專家建議將一個裝置直接連接到血液(透過腿部靜脈)以清除血液中的二氧化碳。

應用

創造一種新的水下呼吸方式並不是一個迫切的問題。然而,液體呼吸也被認為是解決未來另一個問題的一種方法:太空人在太空船加速過程中面臨的過量重力。人類可以承受9G左右的力量幾秒鐘,但即使持續面對6G的力量也會致命。

然而,如果將某人放入液體中,則可以將力量分散到他們的身體表面,使他們能夠承受高達約24G的力量。不過由於此時胸部充滿空氣,平均密度遠低於身體其他部分,因此會對胸腔產生壓迫,並導致疼痛、肺出血甚至死亡。

驚人的事情來了,如果此時肺部充滿液體呢?那以上問題都解決了。不過目前在太空中讓某人呼吸入液體並進行機械通氣的問題仍需要克服技術上的挑戰。

資料來源:Iflscience

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