人類可以呼吸液體嗎?事實(shí)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了!
編輯:黃榮 信息來源: 西e網(wǎng)-新浪網(wǎng)發(fā)布時(shí)間:2019-8-28
北京時(shí)間8月28日消息,據(jù)國外媒體報(bào)道,空氣約含有78%的氮?dú)狻?1%的氧氣和1%的氬氣,在你的一生中,這種生命必不可缺的混合物會(huì)被你吸入和吐出高達(dá)6億多次,趕緊抱抱你身邊的空氣,好好感謝一下它們吧。
但你是否想過,人類有沒有可能在液體中呼吸呢?科幻小說經(jīng)常對(duì)這種可能性進(jìn)行刻畫,最著名的當(dāng)屬卡梅隆的電影《深淵》中的情節(jié),但這種設(shè)想真的有可能實(shí)現(xiàn)嗎?
事實(shí)上,有可能實(shí)現(xiàn),而且已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了。
在進(jìn)一步解釋之前,先來了解一下我們?yōu)楹尾荒茉谒团D痰绕胀ㄒ后w中呼吸。原因和這些物質(zhì)與空氣之間的物理差異關(guān)系不大,主要是因?yàn)檫@些液體中無法溶解足夠的氧氣。我們的肺部會(huì)將空氣中的氧氣提取出來,而液體中所含的氧氣太少,無法從中提取出足夠的氧氣。不過,也有一些液體能夠像海綿吸水那樣吸收大量氧氣。
關(guān)于呼吸液體的研究早在20世紀(jì)初就開始了,但一直到上世紀(jì)40年代的“曼哈頓項(xiàng)目”期間、人們首次合成了四氟化碳之后,相關(guān)研究才開始快速發(fā)展。科學(xué)家當(dāng)時(shí)正在尋找能夠承受鈾化合物輻射的物質(zhì),結(jié)果無意中發(fā)現(xiàn)了四氟化碳。這種物質(zhì)僅由碳和鈾構(gòu)成,不易發(fā)生化學(xué)反應(yīng),無色無味,也不會(huì)對(duì)人體造成明顯傷害,更重要的是,氣體在其中的溶解度極高,能夠吸收的氧氣和二氧化碳比血液還要多。
這令科學(xué)家想到,動(dòng)物能否在四氟化碳中呼吸呢?在探索這種可能性的早期實(shí)驗(yàn)中,研究人員將小鼠和貓浸沒在四氟化碳中,結(jié)果發(fā)現(xiàn)它們能順利存活數(shù)周之久。不過,由于長期呼吸這種液體,這些動(dòng)物的肺部都受到了損傷。這可能是因?yàn)樗鼈冊(cè)谒姆贾袩o法有效呼氣,因此排出二氧化碳的能力受到了破壞。后續(xù)研究發(fā)現(xiàn),要想解決這些副作用,必須利用機(jī)械通氣,即用機(jī)器幫助動(dòng)物吸入和呼出這種密度較高的液體,才能使二氧化碳及時(shí)排出體外。
人們從這些早期動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中學(xué)到了寶貴的一課。1989年,美國天普大學(xué)醫(yī)學(xué)院的醫(yī)生們想到,能否用液體呼吸幫助那些患有嚴(yán)重的呼吸窘迫癥而且其它療法均無效的早產(chǎn)兒呢?他們向三名受試嬰兒的肺中注入了四氟化碳,而嬰兒們的情況的確有所改善。不過,這三名嬰兒最終還是全部夭折了。
七年之后,另一支團(tuán)隊(duì)利用改進(jìn)后的液體呼吸技術(shù),在13名早產(chǎn)兒身上嘗試了四氟化碳液體通氣療法。這些早產(chǎn)兒同樣患有嚴(yán)重的呼吸窘迫,能活下去的概率十分渺茫。結(jié)果,液體呼吸使大部分嬰兒的情況都得到了改善,可能是通過穩(wěn)定肺泡、降低肺中的表面張力實(shí)現(xiàn)的。簡單來說,早產(chǎn)嬰兒的肺部還沒有做好呼吸氣體的準(zhǔn)備,而四氟化碳為它們鋪設(shè)了一座銜接羊水與外界空氣的橋梁。最終,在為時(shí)四個(gè)月的跟蹤治療中,共有八名嬰兒存活了下來。
此外,液體通氣還在成年肺部疾病患者身上取得了成功嘗試。
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道了人類可以呼吸四氟化碳,但問題是,我們?yōu)槭裁匆@么做呢?除了穩(wěn)定新生兒的肺部情況之外,我們并未在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)其它明顯的好處,也許液體呼吸可以幫助深潛員避免減壓癥、或是防止加速度對(duì)宇航員肺部造成傷害,但四氟化碳對(duì)這兩種應(yīng)用都不合適,因此科學(xué)家還需要發(fā)明一種新型液體介質(zhì)。此外還要用特制的機(jī)械通氣設(shè)備進(jìn)行液體循環(huán),以滿足正常的氧氣與二氧化碳交換。
簡而言之,呼吸液體是有可能實(shí)現(xiàn)的,但千萬不要僅僅為了在聚會(huì)上給朋友們留下深刻印象、就嘗試這么做哦。
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