Multe utilizări ale respirației lichide

Ieri îmi vedeam de treaba mea, parcurgând Reddit și Instagram, când am dat peste un text mai vechi de pe Tumblr în care se scria despre un lichid prin care oamenii pot respira atunci când sunt complet scufundați. Acest lucru m-a intrigat din două motive: Unu, cum este posibil așa ceva și doi, ce scop are? Eram terminat pentru mine. Am petrecut ore întregi răscolind pagini de Wikipedia și studii științifice pentru a vă oferi elementele de bază.

Înainte de a începe să mă scufund în cercetările mele, tot ce îmi puteam imagina era acea scenă din Harry Potter și Pocalul de Foc în care Harry ia gillyweed și se transformă într-un băiat jumătate adolescent și jumătate broască. Evident, aceasta este o fantezie, dar perfluorocarbonul (sau, PFC) este o substanță foarte reală. Și, incredibil, poți respira chiar și atunci când ești complet scufundat.

Respirația lichidă este o formă de respirație în care o creatură plonjată respiră un „lichid bogat în oxigen… în loc să respire aer”. Intrați în perfluorcarbon. Ceea ce este nebunesc este că PFC conține mai mult oxigen decât sângele uman. Termenul „perflurocarbon” înseamnă literalmente „un lichid alcătuit exclusiv din carbon și fluor”. Aceasta este una dintre cele mai puternice legături găsite în chimia organică. PFC are o densitate mult mai mare decât apa, dar arată foarte asemănător, deoarece ambele sunt incolore.

Dar să revenim la această postare de pe Tumblr. Autorul postării a susținut că respirația lichidă este folosită ca un dispozitiv de tortură din zilele noastre, deoarece respirația în PFC este, aparent, incredibil de inconfortabilă. Atunci când o persoană îl respiră, corpul său reacționează ca și cum s-ar îneca și, uneori, își va pierde cunoștința. Dacă asta nu este ceva desprins dintr-un film științifico-fantastic, nu știu ce este. În ciuda faptului că am citit acest lucru în postare, personal, în cercetările mele, am găsit foarte puține dovezi că acest lucru ar fi complet corect. Cel mai adesea, PFC este folosit pentru proceduri medicale (în special în cazuri pediatrice), precum și ocazional pentru uz recreativ, cum ar fi scufundările.

Diversorii care se scufundă mai adânc decât majoritatea pot suferi daune dacă nu sunt protejați corespunzător. Presiunea gazelor crește cu cât o persoană coboară mai adânc în ocean. Un scafandru, dacă merge prea adânc, ar putea suferi un colaps sau o explozie a plămânilor, boală de decompresie și multe altele. Jur că odată tatăl meu mi-a spus că ți-ar putea exploda capul dacă te scufunzi prea mult. Cu toate acestea, respirația lichidă oferă o alternativă la scufundările tradiționale. Prin introducerea de lichid în plămâni, corpul scafandrului se poate acomoda la presiunile mai mari din jurul său.

Această tehnică nu este super comună, totuși, din cauza vâscozității ridicate a PFC. Acesta nu permite organismului să expire dioxidul de carbon la fel de bine ca pe uscat, ceea ce nu este ideal pentru un scafandru aflat în adâncul Gropii Marianelor. Acestea fiind spuse, s-a sugerat că „un sistem de respirație lichidă ar putea fi combinat cu un epurator de CO2 pentru a se conecta la alimentarea cu sânge a scafandrului” și a preveni orice problemă de respirație liberă. Se presupune că SUA a depus un brevet pentru un astfel de dispozitiv, așa că va trebui să așteptăm să vedem dacă va fi aprobat.

Utilizarea PFC în tratamentul medical este mult mai interesantă pentru mine, mai ales că prima utilizare medicală a fost în tratamentul pentru nou-născuții prematuri în anii ’90. Mai mult, există o mulțime de studii în ceea ce privește utilizarea PFC pentru stop cardiac și pentru inflamații cerebrale și pulmonare. Se presupune, pe baza unui studiu realizat de Mike Darwin și Steven B. Harris, că utilizarea PFC poate reduce inflamația la nivelul plămânilor, precum și scăderea rapidă a temperaturii corpului, ceea ce poate ajuta oamenii să se vindece mai repede. Din păcate, această teorie nu a fost testată în profunzime pe oameni, dar studiile sunt promițătoare (chiar dacă au fost efectuate la sfârșitul anilor ’90).

Există atât de multe alte lucruri legate de respirația lichidă. Chiar și călătoriile în spațiu au nevoie de respirație lichidă, deoarece imersiunea în lichid reduce stresul fizic al forțelor G. În plus, s-a dovedit că respirația lichidă poate proteja împotriva efectelor accelerației în spațiu. Există chiar un tip special de costum spațial (numit Libelle G-Suit) care „permite piloților de avioane să rămână conștienți și să funcționeze la o accelerație mai mare de 10g, înconjurându-i cu apă într-un costum rigid.”

În principiu, dacă un astronaut este complet scufundat în lichid PFC și are lichidul umplându-i toate cavitățile corpului, astronautul va simți foarte puține efecte ale forțelor G extreme din spațiu, deoarece „forțele asupra unui lichid sunt distribuite în mod egal și în toate direcțiile simultan”. Dar vor exista totuși unele efecte din cauza diferențelor de densitate din diferitele țesuturi ale corpului. Oricum ar fi, o modalitate foarte mișto de a preveni unele dintre efectele pe termen lung ale călătoriei în spațiul cosmic.

În ceea ce privește tortura în stil medieval în secolul 21, aceasta rămâne să fie science fiction. Se folosește foarte mult respirația lichidă în filme, romane și televiziune. Există zeci de cărți care utilizează respirația lichidă și apa respirabilă ca dispozitive de complot – inclusiv romanele din Star Trek: The Next Generation. Cea mai veche lucrare literară pe care am putut-o găsi, în care se remarca o persoană care putea respira în apă, a fost o povestire din 1938 despre procesul unui om care își folosea plămânii ca pe niște branhii.

Respirația lichidă va continua probabil să fie destinată medicinei și chirurgiei, dar poate că Forțele Spațiale vor folosi cândva PFC.

.