人类可以呼吸液体吗?事实上已经实现了
据外媒报道,空气中约含78%氮气、21%氧气和1%氩气。 在你的一生中,这种生命必需的混合物将被你吸入和呼出多达六亿次。 赶快拥抱身边的空气,向他们致以深深的谢意。
但你有没有想过,人类有可能呼吸液体吗? 这种可能性经常出现在科幻小说中,尤其是卡梅隆的《深渊》中,但这真的可能吗?
事实上,这是可能的,并且已经做到了。
在进一步讨论之前,让我们先了解一下为什么我们无法呼吸水和牛奶等普通液体。 其原因与这些物质和空气之间的物理差异关系不大,而主要是因为这些液体中溶解的氧气不足。 我们的肺部从空气中提取氧气,而液体中的氧气含量太少,无法从中提取网足够的氧气。 然而,有些液体吸收的氧气量与海绵吸网收水的量一样多。
呼吸液的研究早在 20 世纪初就开始了,但直到 20 世纪 40 年代曼哈顿计划期间首次合成四氟化碳才开始起步。 科学家们正在寻找能够抵抗铀化合物辐射的物质,并偶然发现了四氟化碳。 这种物质仅由碳和铀组成,不易发生化学反应,无色无味,不会对人体造成明显伤害。 更重要的是,其中气体的溶解度极高,比血液能吸收更多的氧气和二氧化碳。 需要更多。
这让科学家们思考,动物能呼吸四氟化碳吗? 在探索这种可能性的早期实验中,研究人员将小鼠和猫浸入四氟化碳中,发现它们存活了数周而没有出现任何问题。 然而,这些动物由于长时间呼吸这种液体而遭受了肺部损伤。 这可能是因为它们在四氟化碳中无法有效呼气,因此排出二氧化碳的能力受损。 后续研究发现,为了解决这些副作用,必须采用机械通气,即用机器帮助动物吸入和呼出这种密度较大的液体,使二氧化碳能够及时排出体外。
从这些早期的动物实验中我们吸取了宝贵的教训。 1989年,美国坦普尔大学医学院的医生想知道液体呼吸是否可以帮助患有严重呼吸窘迫且其他治疗失败的早产儿。 他们向三名测试婴儿的肺部注射了四氟化碳,婴儿的情况确实有所改善。 然而,三个婴儿最终全部死亡。
七年后,另一个团队使用改进的液体呼吸技术对 13 名早产儿尝试了四氟化碳液体通气。 这些早产儿还患有严重的呼吸窘迫,存活的可能性非常渺茫。 结果,大多数婴儿的液体呼吸得到改善,这可能是通过稳定肺泡和降低肺部表面张力来实现的。 简而言之,早产儿的肺部尚未准备好呼吸气体,而四氟化碳为他们提供了羊水和外界空气之间的桥梁。 最终,共有八名婴儿在四个月的后续治疗中存活下来。
此外,液体通气已成功尝试用于患有肺部疾病的成人。
现在我们知道人类可以呼吸四氟化碳,问题是,我们为什么要呼吸? 除了稳定新生儿的肺部之外,我们在医学实验中还没有发现其他明显的好处。 也许液体呼吸可以帮助深海潜水员避免减压病,或者防止加速对宇航员肺部造成损害,但四氟化碳并不适合这两种应用,因此科学家还需要发明一种新的液体介质。 另外,采用特殊的机械呼吸机进行液体循环,以满足氧气和二氧化碳的网正常交换。
简而言之,呼吸液体是可能的,但不要只是为了在聚会上给朋友留下深刻印象而尝试这样做。 (叶子)