Дихателна течност. Дълбоко дишане

„Не всичко е толкова просто, колкото се представя днес. Горкото куче." С тези думи експертите коментират експеримента, демонстриран от Дмитрий Рогозин пред президента на Сърбия като пример за най-новите научни разработки в Русия: кучето е успяло да диша не въздух, а течност. Какво представлява тази технология и може ли да помогне на руската армия?

По време на среща в Москва със сръбския президент Александър Вучич във вторник вицепремиерът Дмитрий Рогозин представи редица най-нови разработки на Руската фондация за напреднали изследвания (APF). Рогозин отбеляза, че сръбският гост може да бъде отведен в някое огромно промишлено предприятие, но е много по-интересно „да покажем утрешния ден накъде се стремим“. Този уникален проект се превърна в акцент в програмата течно дишане, който беше показан за първи път публично.

Както обясни ръководителят на проекта, военноморският лекар Фьодор Арсеньев, задачата на това изобретение е да спаси екипажа на потъваща подводница. Както знаете, от дълбочина под 100 метра е невъзможно бързо да се издигнете на повърхността поради декомпресионна болест. За да се избегне това, ще бъде възможно да се постави на подводница устройство с „безазотна течност“, както съобщава ТАСС. В този случай белите дробове на човек няма да се компресират, което ще му позволи бързо да се издигне на повърхността и да избяга.

Пред сръбския президент куче дакел беше поставено в специален резервоар с течност. След няколко минути тя се настани удобно и започна да „диша“ течността сама. След това служителите на лабораторията извадиха кучето от резервоара, подсушиха го с кърпа и сръбският президент успя лично да се увери, че кучето е добре. Вучич погали кучето и призна, че е много впечатлен.

Мечтата на „човек-амфибия“

„Течното дишане е като медицинска технологиявключва вентилация на белите дробове не с въздух, а с наситена с кислород течност. В рамките на проекта се решава научната задача за изследване на характеристиките на влиянието на различни вещества, пренасящи кислород, върху газообмена и други функции на клетките, тъканите и органите на бозайниците“, пиар отделът на Фондацията за напреднали Research (APF) каза вестник VZGLYAD.

Едно от направленията е формирането на медико-биологичните основи на технологията за самоевакуация на подводничари от големи дълбочини на повърхността, отбелязват от фонда, но като цяло технологията може значително да ускори изследването от човека на неизследвани досега морски и океански дълбини. Твърди се, че тази разработка ще е необходима и в медицината - например ще помага на недоносени бебета или хора, претърпели изгаряния. респираторен тракт, ще намери приложение при лечението на бронхообструктивни, инфекциозни и други тежки заболявания.

Трябва да се отбележи, че течното дишане на пръв поглед изглежда като фантастично изобретение, но всъщност е така научна основа, като тази идея има сериозна теоретична основа. Вместо кислород учените предлагат да се използват специални химични съединения, които са способни да разтварят добре кислорода и въглеродния диоксид.

„Течното дишане“ отдавна е фиксация за учените по света. Устройството „човек-амфибия“ е способно да спасява водолази и подводничари, а в бъдеще ще бъде полезно и при продължителни космически полети. Разработката е извършена през 1970-1980 г. в СССР и САЩ, експерименти са проведени върху животни, но не е постигнат голям успех.

Член-кореспондент на Руската академия на естествените науки, кандидат медицински наукиАндрей Филипенко, който отдавна работи по проекта за течно дишане, по-рано призна пред вестник „Строго секретно“, че почти нищо не може да се каже за разработките поради тяхната секретност. Но трагедията на подводницата Курск показа, че средствата за аварийно спасяване на екипажите са безнадеждно остарели и се нуждаят от спешна модернизация.

Припомняме, че по-рано беше съобщено за други смели проекти на фонда, по-специално това е „конструктор“ за създаване на самолет на бъдещето.

Горе трябва да има спешно отделение

„Технологията е усъвършенствана от десетилетия, но това изисква много добре обучени хора. Когато тази течност се излее в белите дробове на човек, инстинктът за самосъхранение автоматично ще се задейства, спазмите блокират гърлото и тялото се съпротивлява с цялата си сила. Обикновено това се прави под лекарско наблюдение. Върху хора такива експерименти са провеждани в отделни случаи, но най-често те са тествани върху животни“, обясни пред вестник „ВЗГЛЯД“ ръководителят на руския държавен комитет по подводна работа. със специално предназначениепрез 1992–1994 г. доктор на техническите науки, професор, вицеадмирал Тенгиз Борисов.

„По правило в ларинкса се вкарва специална тръба, с помощта на която белите дробове бавно се пълнят с тази течност“, каза Борисов и добави:

– В същото време тялото се съпротивлява по всякакъв начин, имаме нужда от лекарства, които блокират спазми, имаме нужда от упойки. Не всичко е толкова просто, колкото се представя днес. Горкото куче."

„Ако човек излезе от подводница, той наистина ще избегне декомпресионна болест, но във всеки случай подводничарите няма да могат да се спасят. Имате нужда от: а) изключително компетентни хора на подводницата, б) най-отгоре трябва да има, грубо казано, чакащ реанимационен екип, който да изпомпа тази течност от човек и да го принуди да диша по обичайния начин“, добави експертът.

„Мисля, че в медицината тази технология е много по-лесна за внедряване и прилагане в болнична обстановка, когато има специалисти наблизо и голям бройнеобходимо оборудване. Но спасяването на екипажа на потънала подводница с такива методи в обозримо бъдеще е изключително малко вероятно“, заключи Борисов.

Това вероятно вече е клише в научната фантастика: определено вискозно вещество много бързо влиза в костюм или капсула и главен геройвнезапно той открива колко бързо губи останалия въздух от собствените си бели дробове и вътрешностите му са пълни с необичайна течност с нюанс, вариращ от лимфа до кръв. Накрая дори се паникьосва, но инстинктивно отпива няколко глътки, или по-скоро въздиша, и с изненада открива, че може да диша тази екзотична смес, сякаш диша обикновен въздух.

Толкова ли сме далеч от осъзнаването на идеята за течно дишане? Възможно ли е да се диша течна смес и има ли реална нужда от това? Има три обещаващи начина за използване на тази технология: медицина, гмуркане на големи дълбочини и астронавтика.

Натискът върху тялото на водолаза се увеличава с всеки десет метра на атмосфера. Поради рязкото понижаване на налягането може да започне декомпресионна болест, при която проявите на разтворени в кръвта газове започват да кипят в мехурчета. Също така кога високо кръвно наляганекислород и наркотици са възможни азотно отравяне. Всичко това се бори с използването на специални дихателни смеси, но те не дават никакви гаранции, а само намаляват вероятността от неприятни последици. Разбира се, можете да използвате водолазни костюми, които поддържат натиск върху тялото на водолаза и неговата дихателна смес при точно една атмосфера, но те от своя страна са големи, обемисти, затрудняват движението и са много скъпи.

Течното дишане може да осигури трето решение на този проблем, като същевременно поддържа мобилността на гъвкавите неопренови костюми и ниските рискове от твърдите костюми под налягане. Дихателната течност, за разлика от скъпите дихателни смеси, не насища тялото с хелий или азот, така че също няма нужда от бавна декомпресия, за да се избегне декомпресионна болест.

В медицината течното дишане може да се използва при лечението на недоносени бебета, за да се избегне увреждане на недоразвитите бронхи на белите дробове от налягането, обема и концентрацията на кислород във въздуха от устройствата за изкуствена белодробна вентилация. Изберете и опитайте различни смесиза да се гарантира оцеляването на недоносен плод започна още през 90-те години. Възможно е да се използва течна смес при пълно спиране или частично затруднено дишане.

Космическият полет включва големи претоварвания и течностите разпределят налягането равномерно. Ако човек е потопен в течност, тогава по време на претоварване налягането ще се насочи към цялото му тяло, а не към определени опори (облегалки на столове, предпазни колани). Този принцип е използван за създаването на претоварващия костюм Libelle, който е твърд скафандър, пълен с вода, който позволява на пилота да поддържа съзнание и ефективност дори при претоварване над 10 g.

Този метод е ограничен от разликата в плътността на тъканите на човешкото тяло и използваната течност за потапяне, така че границата е 15-20 g. Но можете да отидете по-далеч и да напълните белите дробове с течност, близка по плътност до водата. Астронавт, напълно потопен в течност и дишащ течност, ще усети ефектите от изключително високи g-сили сравнително слабо, тъй като силите в течността са разпределени равномерно във всички посоки, но ефектът все пак ще се дължи на различната плътност на тъканите на тялото му. Лимитът ще остане, но ще бъде висок.

Първите експерименти с течно дишане са проведени през 60-те години на миналия век върху лабораторни мишки и плъхове, които са били принуждавани да вдишват физиологичен разтворс високо съдържаниеразтворен кислород. Тази примитивна смес позволявала на животните да оцелеят за определено време, но не можела да премахне въглеродния диоксид, така че белите дробове на животните били непоправимо увредени.

По-късно започва работа с перфлуоровъглероди и първите резултати са далеч по-добри резултатиексперименти със физиологичен разтвор. Перфлуоровъглеродите са органични вещества, в които всички водородни атоми са заменени с флуорни атоми. Перфлуоровъглеродните съединения имат способността да разтварят както кислорода, така и въглеродния диоксид, те са много инертни, безцветни, прозрачни, не могат да увредят белодробната тъкан и не се абсорбират от тялото.

Оттогава дихателните течности са подобрени, най-напредналите този моментразтворът се нарича perflubron или "Liquivent" (търговско наименование). Това подобно на масло бистра течностс плътност два пъти по-голяма от водата има много полезни качества: може да пренася два пъти повече кислород от обикновения въздух ниска температуракипене, следователно след употреба окончателното му отстраняване от белите дробове се извършва чрез изпаряване. Под въздействието на тази течност алвеолите се отварят по-добре и веществото получава достъп до съдържанието им, което подобрява обмена на газове.

Белите дробове могат да се напълнят напълно с течност, това ще изисква мембранен оксигенатор, нагревателен елемент и принудителна вентилация. Но в клинична практиканай-често те не правят това, а използват течно дишане в комбинация с конвенционална газова вентилация, като запълват белите дробове с перфлуброн само частично, приблизително 40% от общия обем.

Кадър от филма Бездната, 1989 г

Какво ни пречи да използваме течно дишане? Дихателната течност е вискозна и не отстранява добре въглеродния диоксид, така че ще е необходима принудителна вентилация. За премахване въглероден двуокисот обикновен човекс тегло 70 килограма ще изисква поток от 5 литра в минута или повече, а това е много, като се има предвид високият вискозитет на течностите. При физическа дейностнеобходимото количество поток само ще се увеличи и е малко вероятно човек да може да премести 10 литра течност в минута. Белите ни дробове просто не са предназначени да дишат течности и не са в състояние сами да изпомпват такива обеми.

Използване положителни чертидихателните течности в авиацията и космонавтиката също могат да останат мечта завинаги - течността в белите дробове за костюм за защита от претоварване трябва да има плътността на водата, а перфлубронът е два пъти по-тежък от нея.

Да, белите ни дробове са технически способни да „дишат“ определена смес, богата на кислород, но, за съжаление, досега можем да направим това само за няколко минути, тъй като дробовете ни не са достатъчно силни, за да циркулират дихателната смес за дълги периоди от време. Ситуацията може да се промени в бъдеще, остава само да възложим надеждите си на изследователите в тази област.

Руската фондация за напреднали изследвания започна да тества технология за течно дишане за подводничари върху кучета.

За това говори заместник генералният директор на фондацията Виталий Давидов. По думите му вече се провеждат пълномащабни тестове.

В една от неговите лаборатории се работи върху течно дишане. Засега се правят експерименти върху кучета. В наше присъствие червен дакел беше потопен в голяма колба с вода с лицето надолу. Изглежда, защо да се подигравате на животно, то сега ще се задуши. Но не. Тя седя под водата 15 минути. А рекордът е 30 минути. Невероятен. Оказва се, че дробовете на кучето са се напълнили с кислородна течност, което й е дало възможност да диша под вода. Когато я извадиха, тя беше леко летаргична - казват, че се дължало на хипотермия (и си мисля, че кой би искал да се мотае под вода в буркан пред всички), но след няколко минути стана съвсем себе си. Скоро ще бъдат проведени експерименти върху хора, казва журналистът. Руски вестник„Игор Черняк, който стана свидетел на необичайни тестове.

Всичко това беше подобно на фантастичния сюжет на известния филм „Бездната“, където човек можеше да се спусне на големи дълбочини в скафандър, чийто шлем беше пълен с течност. Подводничарят го издиша. Сега това вече не е фантазия.

Технологията за течно дишане включва пълнене на белите дробове със специална течност, наситена с кислород, която прониква в кръвта. Фондацията за напреднали изследвания одобри изпълнението на уникален проект, работата се извършва от Научноизследователския институт по трудова медицина. Предвижда се създаването на специален скафандър, който ще бъде полезен не само за подводничари, но и за пилоти и космонавти.

Както каза Виталий Давидов пред кореспондент на ТАСС, за кучетата е създадена специална капсула, която е потопена в хидрокамера с високо кръвно налягане. В момента кучетата могат да дишат повече от половин час на дълбочина до 500 метра без последствия за здравето. „Всички тестови кучета оцеляха и се чувстват добре след продължително дишане с течност“, увери заместник-началникът на FPI.

Малко хора знаят, че у нас вече са провеждани експерименти с течно дишане върху хора. Те дадоха невероятни резултати. Акванавтите вдишваха течност на дълбочина от половин километър или повече. Но хората така и не научиха за своите герои.

През 80-те години СССР разработи и започна да изпълнява сериозна програма за спасяване на хора на дълбочина.

Бяха проектирани и дори пуснати в експлоатация специални спасителни подводници. Изследвани са възможностите за адаптация на човека към дълбочини от стотици метри. Освен това акванавтът трябваше да бъде на такава дълбочина не в тежък водолазен костюм, а в лек, изолиран неопренов костюм с водолазно оборудване зад гърба му, движенията му не бяха ограничени от нищо.

Тъй като човешкото тялосе състои почти изцяло от вода, тогава ужасното налягане в дълбочина само по себе си не е опасно за него. Тялото просто трябва да бъде подготвено за това, като увеличи налягането в барокамерата до необходимата стойност. Основният проблем е друг. Как да дишаме при налягане от десетки атмосфери? Свеж въздухсе превръща в отрова за тялото. Трябва да се разрежда в специално приготвени газови смеси, обикновено азот-хелий-кислород.

Тяхната рецепта - пропорциите на различни газове - е най-голямата тайна във всички страни, където се провеждат подобни изследвания. Но на много големи дълбочини хелиевите смеси не помагат. Белите дробове трябва да бъдат пълни с течност, за да се предотврати разкъсването им. Коя е течността, която, попаднала в белите дробове, не води до задушаване, а предава кислород към тялото през алвеолите - мистерия от тайни.

Ето защо цялата работа с акванавтите в СССР, а след това и в Русия, се извършваше под грифа „строго секретно“.

Въпреки това има доста надеждна информация, че в края на 80-те години в Черно море е имало дълбоководна аквастация, в която са живели и работили тестови подводничари. Те излизаха в открито море, облечени само в неопренови костюми, с водолазно оборудване на гърба и работеха на дълбочина от 300 до 500 метра. Под налягане в белите им дробове се подава специална газова смес.

Предполагаше се, че ако подводница търпи бедствие и лежи на дъното, тогава към нея ще бъде изпратена спасителна подводница. Акванавтите ще бъдат предварително подготвени за работа на съответната дълбочина.

Най-трудното е да можеш да издържиш напълването на дробовете си с течност и просто да не умреш от страх

И когато спасителната подводница се приближи до мястото на бедствието, водолази в леко оборудване ще излязат в океана, ще прегледат аварийната лодка и ще помогнат за евакуацията на екипажа с помощта на специални дълбоководни превозни средства.

Не беше възможно тези работи да бъдат завършени поради разпадането на СССР. Въпреки това, тези, които са работили в дълбочина, все още са наградени със звездите на Героите на Съветския съюз.

Вероятно още по-интересни изследвания бяха продължени в наше време близо до Санкт Петербург на базата на един от изследователските институти на ВМС.

Там също са провеждани експерименти с газови смеси за дълбоководни изследвания. Но най-важното е, че може би за първи път в света хората там се научиха да дишат течност.

От гледна точка на тяхната уникалност, тези работи бяха много по-сложни, отколкото, да речем, подготовката на астронавти за полети до Луната. Тестващите бяха подложени на огромен физически и психологически стрес.

Първо, тялото на акванавтите в камерата с въздушно налягане беше адаптирано към дълбочина от няколкостотин метра. След това се преместиха в камера, пълна с течност, където гмуркането продължи до дълбочина, за която се каза, че е почти километър.

Най-трудното нещо, както казват тези, които са имали шанса да общуват с акванавтите, беше да издържат напълването на белите дробове с течност и просто да не умрат от страх. Това не означава малодушие. Страхът от задавяне е естествена реакция на тялото. Всичко може да се случи. Спазъм на белите дробове или мозъчните съдове, дори инфаркт.

Когато човек разбра, че течността в белите дробове не носи смърт, а дава живот на голяма дълбочина, възникнаха напълно специални, наистина фантастични усещания. Но само тези, които са преживели такова гмуркане, знаят за тях.

Уви, удивителната по своята значимост работа беше спряна по проста причина - поради липса на финанси. Героите-акванавти получиха званието Герои на Русия и бяха изпратени в пенсия. Имената на подводничарите са секретни и до днес.

Въпреки че трябва да бъдат почетени като първите космонавти, защото те проправиха пътя в дълбокото хидропространство на Земята.

Сега експериментите с течно дишане са възобновени, те се провеждат върху кучета, главно дакели. Те също изпитват стрес.

Но изследователите ги съжаляват. По правило след подводни експерименти те се отвеждат да живеят в дома си, където се хранят с вкусна храна и се обграждат с обич и грижа.

Научните изследвания не спират дори за ден, прогресът продължава, давайки на човечеството все повече и повече нови открития. Стотици учени и техните помощници работят в областта на изучаването на живи същества и синтезирането на необичайни вещества. Цели отдели провеждат експерименти, тествайки различни теории и понякога откритията удивляват въображението - в крайна сметка това, за което човек може само да мечтае, може да стане реалност. Те развиват идеи и въпросите за замразяването на човек в криокамера и след това размразяването му след век или за възможността за вдишване на течност не са просто фантастичен сюжет за тях. Тяхната упорита работа може да превърне тези фантазии в реалност.

Учените отдавна се занимават с въпроса: може ли човек да диша течност?

Има ли нужда човек от течно дишане?

Не жалят усилия, време, не пари в бройза такова изследване. И един от тези въпроси, който вълнува най-просветените умове от десетилетия, е следният – възможно ли е дишането с течност за хората? Ще могат ли белите дробове да абсорбират кислород не от специална течност? За тези, които се съмняват в истинската нужда от този вид дишане, можем да цитираме поне 3 обещаващи области, в които то ще служи добре на човек. Ако, разбира се, успеят да го реализират.

• Първата посока е гмуркане на голяма дълбочина. Както знаете, когато се гмурка, водолазът изпитва налягането на водна среда, която е 800 пъти по-плътна от въздуха. И се увеличава с 1 атмосфера на всеки 10 метра дълбочина. Такова рязко повишаване на налягането е изпълнено с много неприятен ефект- разтворените в кръвта газове започват да кипят под формата на мехурчета. Това явление се нарича "кесонна болест" и често засяга тези, които активно се занимават със спорт. Освен това по време на дълбоководно плуване съществува риск от отравяне с кислород или азот, тъй като при такива условия тези жизненоважни газове стават много токсични. За да се борят по някакъв начин с това, те използват или специални дихателни смеси, или твърди скафандри, които поддържат налягане от 1 атмосфера вътре. Но ако дишането с течност беше възможно, това би било третото най-лесно решение на проблема, тъй като дишането с течност не насища тялото с азот и инертни газове и няма нужда от дълга декомпресия.
• Вторият начин на приложение е лекарството. Използването на дихателни течности в него може да спаси живота на недоносени бебета, тъй като бронхите им са недоразвити и апаратите за изкуствена белодробна вентилация могат лесно да ги повредят. Както е известно, в утробата белите дробове на ембриона са пълни с течност и към момента на раждането той натрупва белодробен сърфактант - смес от вещества, които предотвратяват слепването на тъканите при вдишване на въздух. Но при преждевременно раждане дишането изисква твърде много усилия от бебето и това може да доведе до смърт.

Има исторически прецедент за използването на метода на тоталната течна вентилация на белите дробове и той датира от 1989 г. Използван е от Т. Шафър, който е работил като педиатър в университета Темпъл (САЩ), спасявайки недоносени бебета от смърт. Уви, опитът беше неуспешен; трима малки пациенти не оцеляха, но си струва да се спомене, че смъртта е причинена от причини, различни от самия метод на дишане с течност.

Оттогава те не се осмеляват да вентилират напълно белите дробове на човек, но през 90-те години пациентите с тежка формавъзпаленията бяха подложени на частична течна вентилация. В този случай белите дробове се пълнят само частично. Уви, ефективността на метода беше спорна, тъй като конвенционалната въздушна вентилация не работи по-зле.

• Приложение в космонавтиката. При сегашното ниво на технологиите астронавтът по време на полет изпитва претоварвания, достигащи 10 g. След този праг е невъзможно да се поддържа не само работоспособност, но и съзнание. И натоварването върху тялото е неравномерно, а в опорните точки, които могат да бъдат елиминирани при потапяне в течност, налягането ще се разпредели еднакво във всички точки на тялото. Този принцип е в основата на дизайна на твърдия скафандър Libelle, пълен с вода и позволяващ увеличаване на лимита до 15–20 g и дори тогава поради ограничената плътност на човешката тъкан. И ако не само потопите астронавта в течност, но и напълните дробовете му с нея, тогава ще бъде възможно той лесно да издържи екстремни претоварвания далеч над границата от 20 g. Не безкрайно, разбира се, но прагът ще бъде много висок, ако е изпълнено едно условие - течността в белите дробове и около тялото трябва да е равна по плътност на водата.

Произход и развитие на течното дишане

Първите експерименти датират от 60-те години на миналия век. Първите, които тестваха нововъзникващата технология за течно дишане, бяха лабораторни мишки и плъхове, принудени да дишат не въздух, а физиологичен разтвор, който беше под налягане от 160 атмосфери. И дишаха! Но имаше проблем, който не им позволи да оцелеят в такава среда за дълго време - течността не позволи на въглеродния диоксид да бъде отстранен.

Но експериментите не спряха дотук. След това те започнаха да провеждат изследвания на органични вещества, чиито водородни атоми бяха заменени с флуорни атоми - така наречените перфлуоровъглероди. Резултатите са много по-добри от тези на древната и примитивна течност, тъй като перфлуоровъглеродът е инертен, не се усвоява от тялото и перфектно разтваря кислорода и водорода. Но това беше далеч от съвършенството и изследванията в тази посока продължиха.

Сега най-много най-добро постижениев тази област е перфлуброн (търговско наименование - “Liquivent”). Свойствата на тази течност са невероятни:

1. Алвеолите се отварят по-добре, когато тази течност навлезе в белите дробове и обменът на газ се подобрява.
2. Тази течност може да пренесе 2 пъти повече кислород в сравнение с въздуха.
3. Ниската точка на кипене позволява да бъде отстранен от белите дробове чрез изпаряване.

Но дробовете ни не са предназначени за напълно течно дишане. Ако ги напълните изцяло с перфлуброн, ще ви трябва мембранен оксигенатор, нагревателен елемент и вентилация на въздуха. И не забравяйте, че тази смес е 2 пъти по-гъста от водата. Следователно се използва смесена вентилация, при която белите дробове се пълнят с течност само с 40%.

Но защо не можем да дишаме течност? Всичко това се дължи на въглеродния диоксид, който се отстранява много слабо в течна среда. Човек с тегло 70 кг трябва всяка минута да пропуска през себе си 5 литра смес и това е с спокойно състояние. Следователно, въпреки че нашите дробове са технически способни да извличат кислород от течности, те са твърде слаби. Така че можем само да се надяваме на бъдещи изследвания.

Водата е като въздуха

За да обявим най-накрая гордо на света - "Сега човек може да диша под вода!" - Понякога учените създават невероятни устройства. И така, през 1976 г. биохимици от Америка създадоха чудотворно устройство, способно да регенерира кислород от водата и да го предостави на водолаз. С достатъчен капацитет на батерията водолазът може да остане и да диша на дълбочина почти неограничено дълго време.

Всичко започна, когато учените започнаха изследване, основаващо се на факта, че хемоглобинът доставя въздух еднакво добре както от хрилете, така и от белите дробове. Те използваха собствените си деоксигенирана кръв, смесена с полиуретан - потапя се във вода и тази течност поема кислород, който щедро се разтваря във вода. След това кръвта беше заменена със специален материал и резултатът беше устройство, което действаше като обикновените хриле на всяка риба. Съдбата на изобретението е следната: определена компания го придобива, харчейки за него 1 милион долара и оттогава нищо не се чува за устройството. И, разбира се, не влезе в продажба.

Но това не е основната цел на учените. Тяхната мечта не е устройство за дишане, те искат да научат самия човек да диша течност. И опитите тази мечта да се сбъдне все още не са изоставени. Така един от руските изследователски институти, например, проведе тестове за дишане с течност върху доброволец, който имаше вродена патология- липса на ларинкс. И това означаваше, че той просто не е имал реакция на тялото към течност, при която най-малката капка вода върху бронхите е придружена от компресия на фарингеалния пръстен и задушаване. Тъй като той просто нямаше този мускул, експериментът беше успешен. В белите му дробове се налива течност, която той разбърква по време на експеримента с коремни движения, след което тя спокойно и безопасно се изпомпва. Характерно е, че солният състав на течността съответства на солния състав на кръвта. Това може да се счита за успех и учените твърдят, че скоро ще намерят метод за течно дишане, който е достъпен за хора без патологии.

И така, мит или реалност?

Въпреки упоритостта на човека, който страстно желае да завладее всички възможни местообитания, природата сама решава къде да живее. Уви, колкото и време да се отделя за изследвания, колкото и милиони да се харчат, едва ли на човек му е писано да диша под вода така добре, както на сушата. Хората и морски живот, разбира се, имат много общи неща, но все още има много повече разлики. Човек-амфибия не би издържал на условията на океана и ако беше успял да се адаптира, пътят обратно към сушата би бил затворен за него. И точно както водолазите с водолазно оборудване, хората-амфибии излизаха на плажа с водни костюми. И затова, каквото и да казват ентусиастите, присъдата на учените все още е твърда и разочароваща - дългосрочният човешки живот под вода е невъзможен, противопоставянето на майката природа в това отношение е неразумно и всички опити за течно дишане са обречени на провал.

Но не се обезсърчавайте. Въпреки че морското дъно никога няма да стане наш дом, ние разполагаме с всички механизми на тялото и технически възможности, за да бъдат чести гости там. Така че заслужава ли си да бъдем тъжни? В края на краищата тези среди до известна степен вече са завладени от човека и сега бездните на космическото пространство лежат пред него.

И засега можем да кажем с увереност, че дълбините на океана ще се превърнат в прекрасно работно място за нас. Но постоянството може да доведе до много фина линия на действително дишане под вода, ако просто работите върху разрешаването на този проблем. И какъв ще бъде отговорът на въпроса дали да се смени земната цивилизация с подводна зависи само от самия човек.

Течната дихателна система, разработена от Фондацията за напреднали изследвания (APF), ще помогне на подводничарите бързо да се издигнат на повърхността без декомпресионна болест. Антропоморфният робот Федор ще участва в тестването на нов руски космически кораб и може да помогне на Росатом при обезвреждането на ядрените отпадъци. На дъното на Марианската падина ще бъде тествана подводница с изключителна дълбочина. Виталий Давидов, председател на научно-техническия съвет на фондацията, разказа пред Известия за проектите на фонда.

- Колко проекта е реализирала фондацията и кои от тях бихте откроили специално?

IN различни етапиИмаме около 50 проекта в ход. Още 25 са завършени. Получените резултати се прехвърлят или прехвърлят на клиенти. Създадени са технологични демонстратори, получени са около 400 резултата от интелектуалната дейност. Обхватът на темите варира от гмуркане до дъното на Марианската падина до космоса.

Сред реализираните проекти можем да споменем например тестовете на ракетен детонационен двигател, успешно проведени миналата година съвместно с водещото предприятие за производство на ракетни двигатели НПО Енергомаш. В същото време за първи път в света фондацията получи стабилен режим на работа за демонстратор на детонационен въздушно-дишащ двигател. Ако първият е предназначен за космически технологии, то вторият е за авиацията. Хиперзвукова самолети, използването на такива системи ще се сблъска с много проблеми. Например, с високи температури. Фондацията намери решение на тези проблеми, използвайки ефекта на топлинното излъчване - преобразуването на топлинната енергия в електрическа. Всъщност ние получаваме електричество за захранване на системите на устройството и същевременно охлаждане на елементите на корпуса и двигателя.

- Един от най-известните проекти на Фондацията е роботът Федор. Завършено ли е създаването му?

– Да, работата по Fedor е завършена. Резултатите вече се предават на Министерството на извънредните ситуации. Освен това се оказа, че те представляват интерес не само за Министерството на извънредните ситуации, но и за други министерства, както и за държавни корпорации. Мнозина вероятно са чували, че технологиите на Федор ще бъдат използвани от Роскосмосза създаване на тестов робот, който ще лети на нов руски пилотиран космически кораб"Федерация". Росатом прояви голям интерес към робота. Той се нуждае от технологии, които осигуряват възможност за работа в опасни за хората условия. Например при изхвърляне на ядрени отпадъци.

- Възможно ли е да се използва Fedor за спасяване на екипажи на подводници и изследване на потънали кораби?

Технологиите, получени по време на създаването на Fedor, могат да се използват за различни цели. Фондацията изпълнява редица проекти, свързани с подводни необитаеми превозни средства. И по принцип в тях могат да бъдат интегрирани технологии за антропоморфни роботи. В частност, Предвижда се създаването на подводно превозно средство за работа на екстремни дълбочини. Възнамеряваме да го тестваме в Марианската падина. В същото време не просто потъват на дъното, както нашите предшественици, но осигуряват възможността да се движат в зоната близо до дъното и да провеждат научно изследване. Никой не е правил това преди.

В САЩ се разработва четириног робот за превоз на товари BigDog. Има ли подобни разработки във фонда?

Що се отнася до пешеходните платформи за превоз на товари или боеприпаси, фондацията не извършва такава работа. Но някои организации, с които си сътрудничим, проактивно се ангажираха с подобни разработки. Въпросът дали такъв робот е необходим на бойното поле остава открит. В повечето случаи е по-изгодно да се използват колесни или верижни превозни средства.

- Какви роботизирани платформи се създават във FPI, освен Fedor?

Ние разработваме цял набор от платформи за различни цели. Това са наземни, въздушни и морски роботи. Изпълнение на разузнавателни задачи, транспортиране на товари, както и способни да водят бойни действия. Едно от направленията на работа в тази област е определянето на външния вид и методите за тестване на използването на дронове, включително групови. Смятам, че ако всичко продължи със същите темпове, в близко бъдеще ще има значително разширяване на използването на дронове, включително и за бойни мисии.

- FPI разработва атмосферен спътник "Сова" - голям електрически самолет. Как вървят изпитанията му?

-Приключиха тестовете на демонстратора на безпилотния летателен апарат "Сова". Дълъг полет се проведе на височина около 20 хил. м. За съжаление апаратът попадна в зона на силна турбуленция и получи сериозни щети. Но по това време вече получихме всички необходими данни, бяхме убедени както в перспективността на самата изследователска посока, така и в правилността на избраните дизайнерски решения. Натрупаният опит ще бъде използван за създаване и тестване на пълноразмерно устройство.

Предприятие "Роскосмос" НПО на името на. Лавочкина провежда подобна разработка - създава атмосферен спътник „Аист“. Следите ли развитието на вашите конкуренти?

Ние сме запознати с тези работи и поддържаме връзка с разработчиците на Aist. Тук не става въпрос за конкуренция, а за взаимно допълване.

Могат ли такива апарати да се използват в арктическата зона, където няма комуникация и инфраструктура за чести излитания и кацания?

Трябва да се има предвид, че през пролетта и есента, и още повече през полярната нощ, „атмосферният спътник“ може просто да не получи енергията, необходима за зареждане на батериите. Това ограничава използването му.

Наскоро пред обществеността бяха демонстрирани технологии за течно дишане - потапяне на дакел в специална наситена с кислород течност. Демонстрацията на "удавниците" предизвика вълна от протести. Ще продължи ли работата в тази посока и след това?

-Работата по течно дишане продължава. Въз основа на нашето развитие могат да бъдат спасени хиляди животи. И ние говорим не само за подводничари, които благодарение на течното дишане ще могат бързо да се издигнат на повърхността без последствия под формата на декомпресионна болест. Има редица белодробни заболявания и наранявания, които могат да бъдат успешно лекувани с дишане с течност. Интересни перспективи за използване на технология за дишане с течност за бързо охлажданетялото, когато е необходимо да се забавят процесите, протичащи в него.Сега това става чрез външно охлаждане или инжектиране на специален разтвор в кръвта. Можете да направите същото, но по-ефективно, като напълните дробовете си с охладена дихателна смес.

Ръководителят на лабораторията на FPI за създаване на течно дишане Антон Тоншин с дакел на име Никълъс, с помощта на който учени от Фондацията за напреднали изследвания (FPI) проучиха възможностите за течно дишане

Трябва да се отбележи, че няма вреда за здравето на животните, участващи в тези експерименти. Всички „експериментатори“ са живи.Част от тях са настанени в лаборатория, където се следи състоянието им. Много от тях са станали любимци на служителите, но състоянието им също се следи периодично от нашите специалисти. Резултатите от наблюдението показват липсата негативни последицитечно дишане. Технологията е доказана и се премина към създаване на специални устройства за практическото й прилагане.

- Кога ще преминете към изследване на течното дишане при хората?

Теоретично ние сме готови за такива експерименти, но за да ги започнем, е необходимо понесъздаване и тестване на подходящо оборудване.

По едно време FPI разработи софтуерна платформа за проектиране на различно оборудване, предназначена да замени чужд софтуер. Използвано ли е някъде?

Работата по създаването на единна среда за руския инженерен софтуер „Хербарий“ наистина е завършена. Сега се разглежда въпросът за използването му в Росатом и Роскосмос - за проектиране на обещаващи образци на продукти ядрена индустрия, както и ракетно-космическа техника.

- Фондът работи ли в областта на технологиите за добавена реалност?

-Да, фондът извършва такава работа - по-специално, заедно с KamAZ. Една от нашите лаборатории създаде прототип на очила с добавена реалност, които осигуряват контрол върху сглобяването на компоненти за автомобил. Програмата ви казва коя част трябва да вземете и къде да я инсталирате. Ако операторът извърши неправилни действия, например се отклони от установения ред за сглобяване на продукта или неправилно инсталира елементите му, звучи звуков сигнал за неправилната стъпка и на очилата се показва информация за грешката.Още повече, че е факт грешни действияили дори техният опит се записва в електронен дневник. В резултат на това трябва да се създаде система, която елиминира възможността за неправилно сглобяване. В бъдеще възнамеряваме да развием тази система в посока миниатюризация и да заменим очилата с по-модерни устройства.

Перспективи компютърна технологиясега се свързва с развитието на квантовите компютри и информационната сигурност с квантовата криптография. FPI развива ли тези области?

Фондацията се занимава с въпроси, свързани с квантовите изчисления и създаването на съответната елементна база. Що се отнася до квантовите комуникации, всички чуват за опита на китайските си колеги. Но ние не стоим на едно място.

Още през есента на 2016 г. FPI и Rostelecom осигуриха квантово предаване на информация по оптичен кабел между Ногинск и Павловски Посад. Експериментът беше успешен. Днес вече можете да говорите на квантов телефон. Важна характеристикаквантовото предаване на информация е невъзможността за нейното прихващане.

По време на споменатия експеримент е осигурена квантова комуникация на разстояние около 30 км. Технически няма проблеми при прилагането му на по-голям обхват. Готвим се да проведем комуникационна сесия по атмосферен канал. Проучваме възможността за експеримент върху квантовата комуникация от космоса, използвайки потенциала на Международната космическа станция.