空气呼吸器为什么不能用于潜水？
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发布时间：2022-04-20 21:12
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热心网友
时间：2023-08-28 01:18
人类探索的领域可以说包罗万象，自然少不了对“过滤水的呼吸机”的研究，即“人造腮”，于上世纪80年代应美国特种部队的要求展开研究，只是说这项研究并不成功而言。
顾名思义，“人造鳃”就像鱼类的腮一样可以供人类在水中呼吸，这项技术的全称为“液体通气技术”，研究目的是取代海豹突击队使用的常规压缩空气罐潜水装备。
我们都知道，人类潜入水中除了需要解决可供呼吸的空气以外，还要解决压力问题，因此“液体通气技术”必须同时具备供氧和承压的功能，否则意义就不大。
“液体通气技术”的原理是这样的：利用碳氟化合物的溶解氧气特性，用来制成一种可呼吸液体，当人类的耳朵、鼻孔、气管、肺部被该液体填充以后，通过肺泡与可呼吸液体进行氧气-二氧化碳交换，从而达到代替空气呼吸的目的。
碳氟化合物是一种非常神奇的液体，它除了用来制作人造腮的呼吸液体以外，还是人造血液的主要研究材料。
▼下图为穿着潜水装备准备进行潜水作业的美国海豹突击队员，海豹突击队的前身是二战时期的海军水下爆破队，因此潜水是这支特种部队最基本的技能，由于传统空气瓶潜水装备过于笨重和复杂，大大制约了特种兵的水下机动，所以对于“人造鳃”需求最迫切的领域就是战争，做为此，人类必然不余遗力地对这项技术进行研究。
用碳氟化合物制成的呼吸液体成功应用在早产儿的呼吸辅助治疗上，早产儿的存活率也因此从过去的5%提高到了60%，这也是科学家们利用该液体来研究人工鳃的原因。
由于人的头部器官全部被可呼吸液体填充，当人类进行潜水时，水压因素对人体的影响也因此降到最低。
举个例子：海豹特种部队使用的常规空气瓶潜水装备最多只能下潜至10米，如果需要从潜艇的鱼雷发射管进行深度超过20米的极限潜水时，就需要穿着特殊潜水服。
而在使用人造腮时，由于水压影响因素的降低，特种兵们只需要戴一个人造腮头盔就能直接进行20～30米水深的极限潜水水。
然而理想与现实的差距有时候是以不可逾越的鸿沟存在的，人造腮就是这样的产物之一。
在研究过程中，不论是动物实验还是人类实验，都无法做到真正意义上的耳鼻喉肺填充可呼吸液体，因为它虽然是理论是具备可呼吸的物质，但毕竟还是液体，而人和动物的呼吸系统只允许空气进入，一旦液体进入，人体就会将其判断为“异物”，从而驱使人体尽一切可能将其摆脱。
▼下图为使用碳氟化合物与蚯蚓血红蛋白制成的“人造血液”研究制品，如果这项研究获得突破，那么人类不仅能实现水下液体呼吸，而且距离人造血液也不远了，届时人类医学水平将得到*性的提高，当然也有人担心人类也有可能因此变异。
简单来讲就是可呼吸液体一旦进入呼吸系统人和动物都会呛水，参与实验的人还好一点，因为人完全可以凭借求生本能终止继续实验，而那些参与实验的动物就惨了，直接被活生生呛死。
最终实验以失败告终，这就意味着人造腮将在可预见的未来永远停留在理论研究上，不太可能成为现实了。
那么问题就来了：既然液体通气技术会导致呛水致死，那用来为早产儿进行辅助呼吸时为什么不会发生呛水呢？
答案与早产儿呼吸系统的发育有关，由于早产儿的肺部尚未发育成熟，它们仍然可以像在母亲羊水里那样适应液体环境，而*的肺部已经发育成熟，不再具备适应液体环境的条件。
可见用液体通气技术来制造人造腮这条路是行不通的，从人类目前的科技水平来看太过于科幻，甚至是玄幻。
倒是有人提出过人造腮的研究新思路，那就是利用电解技术制造微型氧气生成器，遗憾的是通过电解液态水得到的氧气纯度过高，人类呼吸高纯氧是会导致氧中毒的。
所以过滤水的呼吸机恐怕很难实现了，但是这并不会阻止人类对这个设想的研究，相信随着科学技术的进一步提高，成功的人造腮将会在未来成为现实。
▼下图为电解制氧/制氢原理图，水是由氧和氢组成的，通过电解后可获得氧气，但是这样的氧气纯度过高，无法工人呼吸使用，可见“人造鳃”技术对于人类而言还是很遥远的。
热心网友
时间：2023-08-28 01:18
水中确实有氧气但是要过滤出来供给人的呼吸还是太少了，而且将水中的氧气过滤出来需要消耗很多能源，这样的潜水装置就会非常笨重不方便。
热心网友
时间：2023-08-28 01:19
因为水里的物质非常多，人类至今为止并不能完全确定水里的物质都有哪些，所以不能够研发出完全过滤杂质的过滤器。
热心网友
时间：2023-08-28 01:19
因为就算有了这样的研究，人们也无法带着这项研究潜水，因为水中的压力太大了。
热心网友
时间：2023-08-28 01:20
因为现在的技术还不成熟，所以还没有发明出这样的东西。
