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人能在液体里呼吸吗?好奇妙
2017-02-18 23:13:11  出处:怪罗天下  作者:何楹 编辑:上方文Q   点击可以复制本篇文章的标题和链接

在科幻电影,电视节目以及书本上,经常有人类在液体中呼吸的情节。例如,不慎掉入怪异的流动液体,冷静下来之后竟发现自己可以正常呼吸。

最著名的例子就是电影《深渊》,主角潜下深渊时吸的红色液体。在电影《深渊》中,主角埃德·哈里斯,必须去位于太平洋的马里亚纳海沟的底部,通过消除核弹救出队员。

事实是海沟底部水压过高,超过潜水服抗压极限。他们必须寻找相应的解决方案。经过一番历程,他们发现液体能够更均匀地扩散压力,而且抗压能力比气体更强。

困难的是,怎么才能找到可注入潜水服的特殊液体,而且此种液体能够进入肺部而达到供氧,就像人能在水中呼吸一样。

电影末尾是男主成功地在一种红色液体里呼吸,并且拯救出队员。这背后是否有什么科学依据?

人能在液体里呼吸吗?好奇妙

若要在液体中正常呼吸,两个条件必不可少。一是氧气能够进入肺部,二是体内的二氧化碳能够及时排出去。人能够在空气里正常呼吸也是依靠这个原理。

潜水员在深水下呼吸所用的是人造空气,主要由氮气和氧气混合而成的气体,随着潜水深度的不同,人造空气的气体比例也是不同的。要让人类能够像在空气中一样,在液体中呼吸,也并非完全不可能。

第一个有关液体呼吸的实验记载是在20世纪60年代,实验发现小鼠和大鼠能够在高浓度溶解氧的盐水溶液中呼吸。

不幸的是,小鼠和大鼠在实验中没过多久就死亡了,因为即使溶液能够传送足够的氧气,但也不能及时除去它们体内的二氧化碳。时间一长,肺功能会遭到严重损害。

几年后,科学家开始尝试全氟碳化物(PFCs)液体——类似于氟利昂的液体。这种对臭氧层有害的液体能够容易溶解氧和二氧化碳。

首次实验结果显示,全氟碳化物液体比之前的含氧盐水溶液好得多,小鼠基本能正常呼吸。

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科学家进一步完善全氟化碳液体。目前,最知名的液体被称为全氟溴烷,也被称为新型携氧溶液剂“LiquiVent”

LiquiVent是一种油性,透明的液体,密度是水的两倍。 它可以携带比空气多一倍的氧气(每单位体积下)。氟化碳惰性强,对肺部脆弱的气泡无毒害且沸点非常低,能够容易地并快速地从肺中蒸发出去。

这看上去似乎是不可思议的,科学家进行液体呼吸实验主要是希望在医学方面有进一步的突破,造福人类。

例如,早产儿的肺还未发育完全,而全氟溴烷可以携带比空气更多的氧气,从而缓解呼吸困难,直到他们的肺能够进行呼吸。它也被用于拯救急性呼吸衰竭的病人,无论该病人是由烧伤,发炎,疾病,烟雾或其吸入其它有毒气体而发生呼吸衰竭情况。

全氟溴烷液体能够使塌陷的肺泡打开、促进氧气的弥散,而且该种液体能够更均匀地分布在肺部组织之间,借此维持肺部功能性肺余容积(functional residual capacity, FRC),因而提高肺部气体交换的能力。

在临床实践中,肺通常不完全充满液体,相反,液体通常与常规气体通风串联使用。

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全氟化碳液体是否有不利的一面?

全液呼吸有很多好处,实行起来的难点是每次呼吸时需要大量液体的排出与吸入,氧气吸入速率与二氧化碳排出速率都会大幅下降。如果肺不能及时吸入和排出液体,就算全氟溴烷容易携带氧气和二氧化碳也无力回天。

就像呼吸困难者失去呼吸机辅助后,将会面临生命危险。经验丰富的潜水员在这种液体下呼吸,不出几分钟就会疲惫万分。

虽然通过技术上的辅助,人类或许可以做到在富氧液体中呼吸,但呼吸时间可能只有几分钟。

然而,一切皆有可能。科学家正在努力探索新的液体,使人类也可以在液体中呼吸。

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