人类可以在液体里呼吸吗?科学家给出的答案是肯定的

呼吸是保证我们生存的基本动态,每时每刻,我们都需要吸入氧气,呼出二氧化碳。

当我们吸气时,外界的空气经过呼吸道进入我们的肺泡,空气中的氧在这里进入我们毛细血管里的血液,并通过循环系统到达身体的各个细胞和组织,同时血液中的二氧化碳也会在这里得到释放,在我们呼气的时候,这些二氧化碳就会被排出体外。

以上就是我们呼吸的简要流程,可以看到,在我们的体内,氧和二氧化碳都是通过液体携带和运输的。按照这个原理,如果能够在某种液体里溶入足够的氧气,同时让这种液体拥有携带二氧化碳的能力,那么人类就可以在这种液体里呼吸了。

这并不是天方夜谭,早在上个世纪,科学家们就在发现了动物可以在液体里呼吸。在相关实验中,被浸入高压氧合盐溶液里的动物并没有窒息,它们可以在这种液体里呼吸,并且在离开了液体之后,它们的呼吸系统很快就恢复了正常。

但后续的研究表明,高压氧合盐溶液并不适合动物长时间呼吸,其原因是这种液体对于二氧化碳的溶解能力不够,而且这种液体还会破坏肺泡表面的活性物质。

为了寻找理想的液体,科学家们想尽了办法,甚至还用油来代替水,但都没有取得成功,直到1966年,美国生物化学家利兰.克拉克(Leland Clark)和弗兰克.戈兰(Frank Gollan)发现了全氟化碳。

全氟化碳化学性质稳定,不会破坏活性物质,同时又对氧以及二氧化碳都有着很高溶解能力。在实验室里,利兰.克拉克等人将小白鼠浸入富含氧的全氟化碳溶剂里,在长达20个小时之后,他们发现这只小白鼠依然 健康 。

利兰.克拉克等人的研究成果为“全液体呼吸技术”(Total Liquid Ventilation,简称TLV技术)奠定了坚实的基础。

随着TLV技术的发展,1989年,在美国费城,TLV技术第一次应用于人体,一个患有严重呼吸疾病的婴儿通过TLV技术保住了生命,更奇妙的是,在随后的治疗中,这个婴儿的呼吸功能在液体中得到了恢复。

科学家认为,TLV技术的应用前景广阔,不止可以用于医疗,还可以在潜水领域大显神通。

马里亚纳海沟深达11000米,对于地球上绝大多数生物来讲都是一个禁区,这里极可能隐藏着很多地球的秘密。显而易见的,对马里亚纳海沟的 探索 ,将对人类更好地了解地球有着巨大的帮助。

摆在我们面前的现实却是,海洋里的深度每增加10米,就会增加大约一个大气压,而由于人类必须要呼吸空气,目前我们的载人潜水器都被迫设计成中空的结构,这会大大降低载人潜水器的抗压能力。

正是因为以上原因,目前我们对马里亚纳海沟几乎是一无所知。事实上,由于海水压力的阻碍,人类目前对海洋的 探索 范围仅仅只有大约5%,对于号称“地球主人”的人类来讲,这确实有点尴尬。

如果TLV技术在潜水领域得以应用,我们的载人潜水器里就可以充满液体,这样就能够有效地平衡潜水器内外的压力差,这对于人类的深海 探索 无疑是一个非常好的消息。

可以说有了TLV技术,我们就可以扫清来自于海水压力的阻碍,即使是地球上最深的马里亚纳海沟,人类都能轻松 探索 。

除此之外,由于作用于液体上的力会向各个方向均匀分布,当人类浸入液体之后,就可以适应超强的加速度。这也使得TLV技术在航天领域里也可以派上大用场,在不远的未来,人类就可以轻松乘坐加速度与机动性更强的飞行器了,关于这一点,大家可以参考一下《三体》中的深海模式。

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