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人類無法在水中呼吸?這項技術的成功 意味著人類能在海底生活

由於人類的祖先也是陸地生物,所以和海洋生物相比我們無法長時間在水中生存,這與我們的呼吸系統有密切的聯繫。那麼這是否意味著人類註定無法在水中長期呼吸?這項技術將打破這個尷尬的局面。

在人體中有一種極為細微的結構每時每刻都在發揮著至關重要的作用,它就是毛細血管。至於人體中存在多少毛細血管,估計這個問題永遠都不會有答案,因為它們實在是太細微了。但是可以肯定的是它們在人體進行氣體交換的過程中起到了橋樑的作用。當人體主動將外界空氣通過氣道吸入後,空氣中的氧氣首先通過肺泡進入到毛細血管中,毛細血管再將溶解氧傳送給各個細胞,呼出的二氧化碳也需要通過毛細血管才能排出體外。

有了這一完整結構的保證,正常人能夠在有氧環境中自由地呼吸,但是到了水中呼吸能力似乎有顯得有些力不從心。相信很多朋友在剛開始學游泳的時候都有過嗆水的經歷,水從鼻子進入的那一刻我們的呼吸系統似乎受到了強烈的刺激,這種感覺確實不好受。就算會游泳的人,在沒有專業配置的情況下也無法在水中時間長時間待著,那麼人類真的不能在液體中呼吸嗎?事實並非如此,有科學家曾經做過相關的實驗證明了人類是能夠在液體中呼吸的。

在上個世紀,有科學家讓實驗動物處於含有高壓氧合鹽的溶液中,結果發現實驗對象並沒有立即出現窒息的現象它們甚至能夠在這種溶液中正常呼吸。而等到它們重新回到正常的大氣環境中,它們的呼吸情況又恢復正常了。然而該實驗的結果並不能說明人類也能夠做到這一點,因為實驗對象無法在該溶液中長期生存,後來研究人員發現該問題的原因是高壓氧合鹽溶液的二氧化碳溶解力還不夠。

於是有科學家開始尋找能夠代替高壓氧合鹽溶液的另一種液體,直到1966年美國的兩位化學家發現了全氟化碳。在化學性質上全氟化碳十分穩定,即使它進入了動物體內也不會破壞其中的活性物質。更重要的是,全氟化碳對氧氣和二氧化碳都擁有較高的溶解能力,在一次試驗中他們將20隻小白鼠放進含有全氟化碳的溶液中,並且觀察它們的生存狀況。實驗進行了長達20個小時後,這20隻小白鼠依然存活著,這意味著全氟化碳有望成為替代高壓氧合鹽溶液成為新一代液體呼吸的溶液。

後來的發展也證明了這種溶液確實在液體呼吸方面發揮了極為重要的作用,它還為人類的全液體呼吸技術奠定了基礎。隨著這項技術的發展完善,1989年的美國出現了世界上第一例通過全液體呼吸來保全生命的案例,一個患有重大呼吸疾病的新生嬰兒正是這項技術的受益者。不僅如此,這個嬰兒在後續的治療中也是通過液體呼吸逐漸恢復了正常的呼吸能力。全液體呼吸技術已經應用在醫學領域了,不少科學家認為未來它還能夠應用在潛水方面。一旦這項技術成功地應用在深海域潛水上,那麼進入馬里亞納海溝探索將不再是難事。

責任編輯: 王和   來源:探索宇宙奧秘 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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