A modern day torture device or chemical savior?
Ik zat gisteren met mijn eigen zaken bezig te zijn, scrollend door Reddit en Instagram, toen ik stuitte op een oudere Tumblr-tekstpost die schreef over een vloeistof waar mensen doorheen kunnen ademen als ze volledig ondergedompeld zijn. Dit intrigeerde me om twee redenen: Een, hoe is dat mogelijk en twee, welk doel dient dat? Ik was er klaar voor. Ik heb uren doorgebracht met het uitkammen van Wikipedia pagina’s en wetenschappelijke studies om u de basis te geven.
Voordat ik in mijn onderzoek dook, kon ik me alleen maar die scène uit Harry Potter en de Vuurbeker voorstellen waarin Harry het kieuwwier neemt en verandert in een half-tienjarige jongen en half-kikker. Dat is natuurlijk fantasie, maar perfluorkoolstof (of PFC) is een heel reële stof. En ongelooflijk, je kunt ademen zelfs als je volledig ondergedompeld bent. Vloeistofademhaling is een vorm van ademhaling waarbij een wezen met een longen een “zuurstofrijke vloeistof…in plaats van lucht inademt.” Enter perfluorkoolstof. Wat krankzinnig is, is dat PFC meer zuurstof bevat dan menselijk bloed. De term “perfluorkoolstof” betekent letterlijk “een vloeistof die uitsluitend bestaat uit koolstof en fluor. Dit is een van de sterkste bindingen in de organische chemie. PFC heeft een veel hogere dichtheid dan water, maar ziet er vrijwel hetzelfde uit omdat beide kleurloos zijn.
Maar terug naar deze Tumblr post. De schrijver van het bericht beweerde dat vloeibaar ademen wordt gebruikt als een modern martelwerktuig omdat het inademen van PFC, blijkbaar, ongelooflijk oncomfortabel is. Als een persoon het inademt, reageert zijn lichaam alsof hij verdrinkt en verliest soms het bewustzijn. Als dat niet iets is wat rechtstreeks uit een science fiction film komt, dan weet ik het niet meer. Ondanks dat ik dit in de post las, vond ik persoonlijk in mijn onderzoek zeer weinig bewijs dat dit helemaal juist is. Meestal wordt PFC gebruikt voor medische ingrepen (vooral bij kinderen), en af en toe ook voor recreatief gebruik zoals duiken.
Duikers die dieper duiken dan de meesten kunnen schade oplopen als ze niet goed beschermd zijn. De gasdruk neemt toe naarmate iemand dieper in de oceaan duikt. Als een duiker te diep gaat, kan hij een ingeklapte of gebarsten long krijgen, decompressieziekte, en nog veel meer. Ik zweer het, mijn vader vertelde me eens dat je hoofd kon ontploffen als je te diep dook. Vloeistofduiken biedt echter een alternatief voor het traditionele duiken. Door vloeistof in de longen te brengen, kan het lichaam van de duiker de hogere druk om zich heen aan.
Deze techniek is echter niet supergebruikelijk, vanwege de hoge viscositeit van PFC. Hierdoor kan het lichaam niet zo goed kooldioxide uitademen als op het droge, wat niet ideaal is voor een duiker diep in de Marianagoot. Dit gezegd zijnde, is gesuggereerd dat “een vloeibaar ademhalingssysteem zou kunnen worden gecombineerd met een CO2 wasser die wordt aangesloten op de bloedtoevoer van de duiker” en eventuele problemen met de vrije ademhaling zou kunnen voorkomen. Naar verluidt heeft de VS patent aangevraagd op een dergelijk apparaat, dus we zullen moeten afwachten of het wordt goedgekeurd.
Het gebruik van PFC in medische behandelingen is voor mij veel interessanter, vooral omdat het eerste medische gebruik in de jaren 90 plaatsvond bij de behandeling van premature pasgeborenen. Verder is er veel onderzoek gedaan naar het gebruik van PFC bij hartstilstand, en hersen- en longontsteking. Op basis van een studie van Mike Darwin en Steven B. Harris wordt beweerd dat het gebruik van PFC ontstekingen in de longen kan verminderen en de lichaamstemperatuur snel kan verlagen, waardoor mensen sneller kunnen genezen. Helaas is deze theorie niet grondig getest bij mensen, maar de studies zijn veelbelovend (ook al werden ze uitgevoerd in de late jaren ’90).
Er is nog veel meer aan vloeibare ademhaling. Zelfs ruimtevaart heeft zijn behoefte aan vloeibare ademhaling, omdat vloeibare onderdompeling de fysieke stress van G-krachten vermindert. Bovendien is bewezen dat vloeibare ademhaling kan beschermen tegen de effecten van versnelling in de ruimte. Er is zelfs een speciaal soort ruimtepak (een Libelle G-pak genaamd) dat “vliegtuigpiloten in staat stelt bij bewustzijn te blijven en te functioneren bij meer dan 10g versnelling door hen te omringen met water in een stijf pak.”
Basically, if an astronaut is completely immersed in PFC liquid and has the liquid filling all of their body cavities, the astronaut will feel very little effects from the extreme G forces in space because “the forces on a liquid are distributed equally, and in all directions simultaneously.” Maar er zal nog steeds enig effect zijn vanwege de dichtheidsverschillen in verschillende lichaamsweefsels. Hoe dan ook, een zeer coole manier om sommige langetermijneffecten van reizen naar de ruimte te voorkomen.
Wat middeleeuwse marteling in de 21e eeuw betreft, dat blijft science fiction. Er wordt veel gebruik gemaakt van vloeibare ademhaling in films, romans en televisie. Er zijn tientallen boeken die gebruik maken van vloeibare ademhaling en ademend water als plot apparaten – met inbegrip van de Star Trek: The Next Generation romans. Het vroegste literaire werk dat ik kon vinden over een persoon die in water kon ademen was een kort verhaal uit 1938 over het proces van een man die zijn longen als kieuwen gebruikte.
Liquid breathing zal waarschijnlijk gebruikt blijven worden voor geneeskunde en chirurgie, maar misschien zal de Space Force op een dag PFC gebruiken.
