Légzőfolyadék. Mély lélegzés

„Nem minden olyan egyszerű, mint ma bemutatták. Szegény kutya." Ezekkel a szavakkal kommentálják a szakértők azt a kísérletet, amelyet Dmitrij Rogozin szerb elnöknek mutatott be a legújabb oroszországi tudományos fejlemények példájaként: a kutya nem levegőt, hanem folyadékot tudott lélegezni. Mi ez a technológia, és segíthet-e az orosz hadseregnek?

Dmitrij Rogozin miniszterelnök-helyettes Aleksandar Vučić szerb elnökkel folytatott keddi moszkvai találkozóján bemutatta az Orosz Fejlett Kutatási Alapítvány (APF) legújabb fejleményeit. Rogozin megjegyezte, hogy a szerb vendéget el lehetne vinni valamilyen hatalmas ipari vállalkozásba, de sokkal érdekesebb, ha „megmutatjuk a holnapot, hogy merre törekszünk”. Ez az egyedülálló projekt a program fénypontja lett folyékony légzés, amelyet először mutattak be nyilvánosan.

Mint a projektmenedzser, Fjodor Arszenyev haditengerészeti orvos elmondta, ennek a találmánynak az a feladata, hogy megmentse egy haldokló tengeralattjáró legénységét. Mint tudják, 100 méter alatti mélységből lehetetlen gyorsan a felszínre emelkedni Dekompressziós betegség. Ennek elkerülése érdekében a tengeralattjáróra „nitrogénmentes folyadékot” tartalmazó eszközt lehet majd felhelyezni, amint azt a TASS közölte. Ebben az esetben az ember tüdeje nem fog összenyomódni, ami lehetővé teszi, hogy gyorsan a felszínre emelkedjen és elmeneküljön.

A szerb elnök szeme láttára egy tacskó kutyát helyeztek egy speciális folyadékkal ellátott tartályba. Néhány percen belül elkényelmesedett, és elkezdte magától „lélegezni” a folyadékot. Ezt követően a laboratórium munkatársai kivették a kutyát a tartályból, törölközővel megszárították, és a szerb elnök személyesen ellenőrizhette, hogy a kutya jól van-e. Vucic megsimogatta a kutyát, és bevallotta, hogy nagyon lenyűgözte.

Egy „kétéltű ember” álma

„A folyékony légzés olyan, mint orvosi technológia magában foglalja a tüdő szellőztetését nem levegővel, hanem oxigénnel telített folyadékkal. A projekt keretében megoldódik a különböző oxigénhordozó anyagok gázcserére és az emlősök sejtjeinek, szöveteinek és szerveinek egyéb funkcióira gyakorolt ​​hatásának jellemzőinek vizsgálata tudományos feladatként” – tette hozzá az Alapítvány a Haladók PR osztálya. – mondta a VZGLYAD lapnak a Research (APF).

Az egyik irány a tengeralattjárók nagy mélységből a felszínre történő önkiürítését szolgáló technológia orvosi és biológiai alapjainak kialakítása – jegyezte meg az Alap, de a technológia általában jelentősen előmozdíthatja a korábban feltáratlan tenger- és óceánmélységek emberi feltárását. Azzal érvelnek, hogy erre a fejlesztésre az orvostudományban is szükség lesz – például segít a koraszülötteken vagy az égési sérüléseket szenvedett embereken. légutak, alkalmazást talál a broncho-obstruktív, fertőző és más súlyos betegségek kezelésében.

Meg kell jegyezni, hogy a folyékony légzés első pillantásra fantasztikus találmánynak tűnik, de valójában az tudományos alapon, és ennek az elképzelésnek komoly elméleti alapja van. A tudósok oxigén helyett speciális használatát javasolják kémiai vegyületek, amelyek jól képesek oldani az oxigént és a szén-dioxidot.

A „folyékony légzés” régóta a tudósok fixálása szerte a világon. A „kétéltű ember” eszköz búvárok és tengeralattjárók megmentésére alkalmas, a jövőben pedig a hosszú távú űrrepüléseknél is hasznos lesz. Az 1970–1980-as években a Szovjetunióban és az USA-ban fejlesztések folytak, állatokon végeztek kísérleteket, de nagy sikert nem értek el.

Az Orosz Természettudományi Akadémia levelező tagja, kandidátus Orvostudomány Andrej Filippenko, aki régóta dolgozik a folyadéklégzés projekten, korábban a “Top Secret” című lapnak bevallotta, hogy a titkolózásuk miatt szinte semmit nem lehet elmondani a fejleményekről. De a Kurszk tengeralattjáró tragédiája megmutatta, hogy a legénység sürgősségi mentésének eszközei reménytelenül elavultak, és sürgős korszerűsítésre szorulnak.

Emlékezzünk vissza, hogy korábban az Alap más merész projektjeiről is beszámoltak, különösen ez a „konstruktor” a jövő repülőgépének létrehozásához.

Az emeleten várnia kell egy sürgősségire

„A technológiát évtizedek óta tökéletesítik, de ehhez nagyon jól képzett emberekre van szükség. Amikor ezt a folyadékot az ember tüdejébe öntik, az önfenntartás ösztöne automatikusan beindul, a görcsök elzárják a torkát, és a test minden erejével ellenáll. Ez általában orvosi felügyelet mellett történik. Embereken ilyen kísérleteket egyedi esetekben végeztek, de többnyire állatokon tesztelték őket” – magyarázta a VZGLYAD lapnak az orosz kormány víz alatti munkával foglalkozó bizottságának vezetője. speciális célú 1992–1994-ben a műszaki tudományok doktora, professzor, Tengiz Boriszov admirális.

"Általában egy speciális csövet vezetnek be a gégebe, amelynek segítségével a tüdő lassan megtelik ezzel a folyadékkal" - mondta Boriszov, hozzátéve:

– Ugyanakkor a szervezet minden lehetséges módon ellenáll, görcsoldó gyógyszerekre, érzéstelenítőre van szükség. Nem minden olyan egyszerű, mint ma bemutatták. Szegény kutya."

„Ha egy ember kiemelkedik a tengeralattjáróból, valóban elkerüli a dekompressziós betegséget, de a tengeralattjárók semmi esetre sem tudják megmenteni magukat. Szüksége van: a) rendkívül hozzáértő emberekre a tengeralattjárón, b) a tetején durván szólva egy újraélesztő csapat várakozik, amely kiszivattyúzza ezt a folyadékot az emberből, és légzésre kényszeríti. a szokásos módon– tette hozzá a szakértő.

„Azt gondolom, hogy az orvostudományban ezt a technológiát sokkal könnyebb kórházi környezetben megvalósítani és alkalmazni, ha a közelben vannak szakemberek, ill nagyszámú szükséges felszerelést. De egy elsüllyedt tengeralattjáró legénységének ilyen módszerekkel történő megmentése a belátható jövőben rendkívül valószínűtlen” – zárta gondolatait Boriszov.

Ez valószínűleg már a sci-fi közhelye: egy bizonyos viszkózus anyag nagyon gyorsan bekerül egy öltönybe vagy kapszulába, és főszereplő hirtelen rájön, milyen gyorsan veszíti el a maradék levegőt saját tüdejéből, és belseje megtelik szokatlan folyadékkal, amelynek árnyalata a nyiroktól a vérig terjed. A végén még pánikba esik, de iszik néhány ösztönös kortyot, vagy inkább felsóhajt, és meglepetten fedezi fel, hogy úgy tudja belélegezni ezt az egzotikus keveréket, mintha közönséges levegőt szívna.

Olyan messze vagyunk attól, hogy megvalósítsuk a folyadéklégzés gondolatát? Lehet-e folyékony keveréket belélegezni, és van-e erre valós igény? Három ígéretes módja van ennek a technológiának: az orvostudomány, a nagy mélységekbe történő búvárkodás és az űrhajózás.

A búvár testére nehezedő nyomás atmoszféránként tíz méterenként növekszik. A nyomás éles csökkenése miatt dekompressziós betegség kezdődhet, amelyben a vérben oldott gázok megnyilvánulása buborékokban forrni kezd. Azt is mikor magas vérnyomás oxigén és kábítószer lehetséges nitrogénmérgezés. Mindezt speciális légzőkeverékek használatával küzdik le, de ezek nem adnak garanciát, csak csökkentik a kellemetlen következmények valószínűségét. Természetesen használhatunk olyan búvárruhákat, amelyek pontosan egy atmoszférában tartják a nyomást a búvár testére és légzési keverékére, de ezek viszont nagyok, terjedelmesek, megnehezítik a mozgást, és nagyon drágák is.

A folyékony légzés egy harmadik megoldást jelenthet erre a problémára, miközben fenntartja a rugalmas búvárruhák mobilitását és a merev nyomású ruhák alacsony kockázatát. A légzőfolyadék a drága légzőkeverékekkel ellentétben nem telíti a szervezetet héliummal vagy nitrogénnel, így nincs szükség lassú dekompresszióra a dekompressziós betegség elkerülése érdekében.

Az orvostudományban a folyékony légzés alkalmazható a koraszülöttek kezelésében, hogy elkerülhető legyen a tüdő fejletlen hörgőinek károsodása a mesterséges tüdőlélegeztető készülékekből származó levegő nyomása, térfogata és oxigénkoncentrációja miatt. Válassza ki és próbálja ki különféle keverékek a koraszülött magzat túlélésének biztosítása már a 90-es években megkezdődött. Teljes leállások vagy részleges légzési nehézségek esetén folyékony keveréket is használhatunk.

Az űrrepülés nagy túlterheléssel jár, és a folyadékok egyenletesen osztják el a nyomást. Ha egy személy folyadékba merül, akkor a túlterhelés során a nyomás az egész testét érinti, nem pedig bizonyos támasztékokra (széktámlák, biztonsági övek). Ezt az elvet alkalmazták a Libelle túlterheléses ruha megalkotásánál, amely egy merev, vízzel töltött űrruha, amely lehetővé teszi a pilóta tudatának és teljesítményének megőrzését még 10 g feletti túlterhelés esetén is.

Ennek a módszernek az emberi test szövetsűrűségének különbsége és az alkalmazott merítési folyadék szab határt, így a határ 15-20 g. De tovább is mehet, és megtöltheti a tüdőt a vízhez közeli sűrűségű folyadékkal. A folyadékba teljesen elmerült és lélegző folyadékba merülő űrhajós viszonylag kevéssé érzi a rendkívül nagy g-erők hatását, mivel a folyadékban az erők egyenletesen oszlanak el minden irányban, de a hatás továbbra is a szövetek eltérő sűrűségéből adódik. a teste. A határ továbbra is megmarad, de magas lesz.

Az első folyadéklégzési kísérleteket a múlt század 60-as éveiben végezték laboratóriumi egereken és patkányokon, amelyek kénytelenek voltak belélegezni. sóoldat Val vel magas tartalom oldott oxigén. Ez a primitív keverék lehetővé tette az állatok életben maradását egy bizonyos ideig, de nem tudta eltávolítani a szén-dioxidot, így az állatok tüdeje helyrehozhatatlanul károsodott.

Később a perfluor-szénhidrogénekkel kezdődött a munka, és az első eredmények messze voltak jobb eredményeket kísérletezik sóoldat. A perfluor-szénhidrogének olyan szerves anyagok, amelyekben az összes hidrogénatomot fluoratom helyettesíti. A perfluor-szénhidrogén vegyületek képesek oxigént és szén-dioxidot egyaránt oldani, nagyon közömbösek, színtelenek, átlátszóak, nem károsítják a tüdőszövetet és nem szívódnak fel a szervezetben.

Azóta a légzőfolyadékok javultak, a legfejlettebbek Ebben a pillanatban az oldat neve perflubron vagy "Liquivent" (kereskedelmi név). Ez az olajszerű tiszta folyadék kétszer akkora sűrűséggel, mint a víz, sok van hasznos tulajdonságok: kétszer annyi oxigént képes szállítani, mint a közönséges levegő alacsony hőmérséklet felforraljuk, ezért felhasználás után végső eltávolítása a tüdőből párologtatással történik. Az alveolusok ennek a folyadéknak a hatására jobban kinyílnak, és az anyag hozzájut a tartalmukhoz, ez javítja a gázcserét.

A tüdő teljesen megtelhet folyadékkal, ehhez membrán oxigenátorra, fűtőelemre és kényszerszellőztetésre lesz szükség. De klinikai gyakorlat leggyakrabban ezt nem teszik meg, hanem folyékony légzést alkalmaznak hagyományos gázszellőztetéssel kombinálva, a tüdőt csak részben, a teljes térfogat körülbelül 40%-ában töltik fel perflubronnal.

Állókép a The Abyss című filmből, 1989

Mi akadályoz bennünket abban, hogy folyékony légzést alkalmazzunk? A légzőfolyadék viszkózus és nem távolítja el jól a szén-dioxidot, ezért kényszerszellőztetésre lesz szükség. Az eltávolításhoz szén-dioxid tól től hétköznapi ember 70 kilogramm tömeg esetén percenként 5 liter vagy több áramlásra lesz szükség, és ez sok a folyadékok magas viszkozitását tekintve. Nál nél a fizikai aktivitás a szükséges áramlás mértéke csak nőni fog, és nem valószínű, hogy az ember percenként 10 liter folyadékot képes megmozgatni. A tüdőnket egyszerűen nem úgy tervezték, hogy lélegezzen folyadékot, és nem képesek maguk pumpálni ilyen térfogatokat.

Használat pozitív tulajdonságok a légzőfolyadékok a repülésben és az űrhajózásban is örökre álom maradhatnak – a túlterhelés elleni védőruha tüdőben lévő folyadékának vízsűrűségűnek kell lennie, és a perflubron kétszer nehezebb, mint ő.

Igen, a tüdőnk technikailag képes „belélegezni” egy bizonyos oxigénben gazdag keveréket, de sajnos ezt egyelőre csak néhány percig tudjuk megtenni, mivel a tüdőnk nem elég erős ahhoz, hogy a légzési keveréket hosszú ideig keringesse. idő. A helyzet a jövőben változhat, már csak az van hátra, hogy reményeinket e terület kutatói felé fordítsuk.

Az Orosz Fejlett Kutatási Alapítvány megkezdte a folyékony légzési technológia tesztelését tengeralattjárók számára kutyákon.

Vitalij Davydov, az alapítvány vezérigazgató-helyettese beszélt erről. Elmondása szerint már folynak a teljes körű vizsgálatok.

Egyik laboratóriumában a folyadéklégzésen folynak a munkálatok. Egyelőre kutyákon végeznek kísérleteket. Jelenlétünkben egy vörös tacskót mártottak egy nagy lombik vízbe, arccal lefelé. Úgy tűnik, miért csúfolunk egy állatot, az most megfullad. De nem. 15 percig ült a víz alatt. A rekord pedig 30 perc. Hihetetlen. Kiderült, hogy a kutya tüdeje megtelt oxigénnel dúsított folyadékkal, ami képessé tette a víz alatti levegőt. Amikor kihúzták, kissé letargikus volt - azt mondják, hogy hipotermia miatt (és szerintem kinek lenne kedve a víz alatt egy tégelyben ácsorogni mindenki szeme láttára), de pár perc múlva már teljesen önmaga lett. Hamarosan kísérleteket fognak végezni embereken - mondja az újságíró." orosz újság"Igor Chernyak, aki szokatlan teszteknek volt tanúja.

Mindez hasonló volt a híres "The Abyss" film fantasztikus cselekményéhez, ahol az ember nagy mélységekbe ereszkedhetett egy szkafanderben, amelynek sisakja folyadékkal volt megtöltve. A tengeralattjáró belélegezte. Ez most már nem fantázia.

A folyadéklégzés technológia magában foglalja a tüdő feltöltését egy speciális, oxigénnel telített folyadékkal, amely behatol a vérbe. Egyedülálló projekt megvalósítását engedélyezte a Haladó Kutatásért Alapítvány, a munkát a Foglalkozás-egészségügyi Kutatóintézet végzi. A tervek szerint egy speciális szkafandert készítenek, amely nemcsak a tengeralattjárók, hanem a pilóták és az űrhajósok számára is hasznos lesz.

Vitalij Davydov a TASS tudósítójának elmondta, a kutyák számára egy speciális kapszulát hoztak létre, amelyet egy hidrokamrába merítettek. magas vérnyomás. Jelenleg a kutyák több mint fél órán keresztül lélegezhetnek akár 500 méteres mélységben is, egészségügyi következmények nélkül. „Minden tesztkutya túlélte, és jól érzi magát hosszan tartó folyadéklégzés után” – biztosította az FPI helyettes vezetője.

Kevesen tudják, hogy hazánkban már végeztek kísérleteket emberen folyadéklégzéssel. Elképesztő eredményeket hoztak. Az akvanauták fél kilométeres vagy annál nagyobb mélységben lélegeztek folyadékot. De az emberek soha nem tanultak hőseikről.

Az 1980-as években a Szovjetunió komoly programot dolgozott ki és kezdett végrehajtani az emberek mélyreható megmentésére.

Speciális mentőtengeralattjárókat terveztek, sőt üzembe is helyeztek. Vizsgálták az emberi alkalmazkodás lehetőségeit több száz méteres mélységben. Ráadásul az aquanautának nem nehéz búvárruhában, hanem könnyű, szigetelt búvárruhában kellett lennie, háta mögött búvárfelszereléssel, mozgását semmi sem korlátozta.

Mert a emberi test szinte teljes egészében vízből áll, akkor a mélyben lévő iszonyatos nyomás önmagában nem veszélyes rá. A testet csak fel kell készíteni rá, a nyomáskamrában a nyomást a kívánt értékre növelve. A fő probléma más. Hogyan lélegezzünk több tíz atmoszféra nyomáson? Friss levegő méreggé válik a szervezet számára. Hígítani kell speciálisan elkészített gázkeverékekkel, általában nitrogén-hélium-oxigénnel.

Receptjük – a különféle gázok aránya – a legnagyobb titok minden olyan országban, ahol hasonló kutatások folynak. De nagyon nagy mélységben a hélium keverékek nem segítenek. A tüdőt fel kell tölteni folyadékkal, nehogy megrepedjenek. Mi az a folyadék, amely a tüdőbe kerülve nem fulladáshoz vezet, hanem az alveolusokon keresztül oxigént juttat a szervezetbe – ez a titkok rejtélye.

Ezért a Szovjetunióban, majd Oroszországban az aquanautákkal végzett minden munkát „szigorúan titkos” címszó alatt végeztek.

Mindazonáltal meglehetősen megbízható információk állnak rendelkezésre arról, hogy az 1980-as évek végén a Fekete-tengeren volt egy mélytengeri akvasztáció, amelyben kísérleti tengeralattjárók éltek és dolgoztak. Kimentek a tengerre, csak búvárruhában, búvárfelszereléssel a hátukon, és 300-500 méteres mélységben dolgoztak. Nyomás alatt speciális gázkeveréket juttattak a tüdejükbe.

Feltételezték, hogy ha egy tengeralattjáró bajban van, és a fenéken fekszik, akkor mentőtengeralattjárót küldenek hozzá. Az aquanautákat előre fel kell készíteni a megfelelő mélységben végzett munkára.

A legnehezebb dolog az, hogy kibírd a tüdőd folyadékkal való feltöltését, és egyszerűen ne halj meg a félelemtől

Amikor pedig a mentőtengeralattjáró megközelíti a katasztrófa helyszínét, a könnyű felszerelésű búvárok kimennek az óceánba, megvizsgálják a vészhelyzeti csónakot, és speciális mélytengeri járművek segítségével segítenek evakuálni a legénységet.

Ezeket a munkákat a Szovjetunió összeomlása miatt nem lehetett befejezni. Azok azonban, akik mélyen dolgoztak, továbbra is megkapták a Szovjetunió hősei csillagait.

Valószínűleg még érdekesebb kutatásokat folytattak korunkban Szentpétervár közelében az egyik haditengerészeti kutatóintézet alapján.

Ott is végeztek kísérleteket gázkeverékekkel a mélytengeri kutatáshoz. De ami a legfontosabb, talán először a világon az emberek ott tanultak meg folyadékot lélegezni.

Különlegességüket tekintve ezek a munkák sokkal összetettebbek voltak, mint mondjuk az űrhajósok felkészítése a Holdra való repülésre. A tesztelők óriási fizikai és pszichológiai megterhelésnek voltak kitéve.

Először is, a légnyomáskamrában lévő aquanauták testét több száz méteres mélységhez igazították. Ezután beköltöztek egy folyadékkal teli kamrába, ahol a merülés egészen egy kilométeres mélységig folytatódott.

A legnehezebb dolog, ahogy azok mondják, akiknek lehetőségük volt kommunikálni az aquanautákkal, az volt, hogy ellenálljanak a tüdő folyadékkal való megtelésének, és egyszerűen ne haljanak meg a félelemtől. Ez nem jelent gyávaságot. A fulladástól való félelem a szervezet természetes reakciója. Bármi megtörténhet. A tüdő vagy az agyi erek görcse, akár szívroham is.

Amikor az ember rájött, hogy a tüdőben lévő folyadék nem halált, hanem nagy mélységben életet ad, egészen különleges, igazán fantasztikus érzések támadtak. De csak azok tudnak róluk, akik átéltek ilyen merülést.

Sajnos a jelentőségében elképesztő munka egyszerű ok miatt – pénzhiány miatt – leállt. Az aquanauta hősök megkapták az Oroszország hősei címet, és nyugdíjba küldték. A tengeralattjárók nevét a mai napig titkosítják.

Bár első űrhajósként kell őket tisztelni, mert ők egyengették az utat a Föld mély vízterébe.

Most újraindultak a folyadéklégzéssel kapcsolatos kísérletek, amelyeket kutyákon, főleg tacskókon végeznek. Stresszt is tapasztalnak.

De a kutatók sajnálják őket. Általában a víz alatti kísérletek után otthonukba viszik őket, ahol ízletes ételeket kapnak, és szeretettel és törődéssel veszik körül őket.

A tudományos kutatás egy napra sem áll meg, a haladás folytatódik, egyre több új felfedezést adva az emberiségnek. Tudósok és asszisztenseik százai dolgoznak az élőlények tanulmányozása és szokatlan anyagok szintetizálása területén. Egész osztályok végeznek kísérleteket, különféle elméleteket tesztelnek, és olykor felfedezések is ámulatba ejtik a képzeletet – elvégre valósággá válhat, amiről csak álmodni lehetett. Ötleteket dolgoznak ki, és az ember kriokamrában való lefagyasztásával, majd egy évszázad utáni leolvasztásával, vagy a folyadék belélegzésének lehetőségével kapcsolatos kérdések nem csupán fantasztikus cselekményt jelentenek számukra. Kemény munkájuk valósággá tudja váltani ezeket a fantáziákat.

A tudósokat régóta foglalkoztatja a kérdés: belélegezhet-e egy személy folyadékot?

Szüksége van az embernek folyékony légzésre?

Nem kímélnek erőfeszítést, időt, nem készpénz az ilyen kutatásokhoz. És az egyik kérdés, amely évtizedek óta aggasztja a legfelvilágosultabb elméket, a következő: lehetséges-e a folyadéklégzés az emberek számára? Képes lesz-e a tüdő oxigént felvenni nem egy speciális folyadékból? Azok számára, akik kételkednek az ilyen típusú légzés valódi szükségességében, legalább 3 ígéretes területet említhetünk, ahol ez jó szolgálatot tesz az embernek. Ha persze meg tudják valósítani.

• Az első irány a nagy mélységekbe való merülés. Mint ismeretes, a búvár merüléskor a vízi környezet nyomását tapasztalja, amely 800-szor sűrűbb a levegőnél. És minden 10 méteres mélységben 1 atmoszférával nő. A nyomás ilyen éles növekedése tele van nagyon kellemetlen hatást- a vérben oldott gázok buborékok formájában forrni kezdenek. Ezt a jelenséget „keszon betegségnek” nevezik; gyakran érinti azokat, akik aktívan sportolnak. Ezenkívül a mélytengeri úszás során fennáll az oxigén- vagy nitrogénmérgezés veszélye, mivel ilyen körülmények között ezek a létfontosságú gázok nagyon mérgezővé válnak. Annak érdekében, hogy ezt valahogy leküzdjék, speciális légzőkeverékeket vagy kemény szkafandereket használnak, amelyek 1 atmoszféra nyomást tartanak fenn. De ha lehetséges lenne a folyadéklégzés, az lenne a harmadik, legkönnyebb megoldás a problémára, mert a folyadék belégzése nem telíti a szervezetet nitrogénnel és inert gázokkal, és nincs szükség hosszas dekompresszióra.
• A második alkalmazási mód a gyógyszer. A benne lévő légzőfolyadék használata a koraszülöttek életét mentheti meg, mert hörgőik fejletlenek, a mesterséges tüdőlélegeztető készülékek pedig könnyen károsíthatják őket. Mint ismeretes, az anyaméhben az embrió tüdeje megtelik folyadékkal, és a születés idejére felhalmozódik benne a pulmonális felületaktív anyag - olyan anyagok keveréke, amely megakadályozza a szövetek összetapadását levegő belélegzése közben. De koraszülés esetén a légzés túl sok erőfeszítést igényel a babától, és ez halálhoz vezethet.

Történelmi precedens van a tüdő teljes folyékony lélegeztetési módszerének alkalmazására, és 1989-ig nyúlik vissza. T. Shaffer használta, aki gyermekorvosként dolgozott a Temple Egyetemen (USA), megmentve a koraszülötteket a haláltól. Sajnos a próbálkozás nem járt sikerrel, három kisbeteg nem élte túl, de érdemes megemlíteni, hogy a halálozást nem maga a folyadéklégzés okozta.

Azóta sem merték teljesen kiszellőztetni az ember tüdejét, de a 90-es években a betegek súlyos forma a gyulladásokat részleges lélegeztetésnek vetették alá. Ebben az esetben a tüdő csak részben telt meg. Sajnos a módszer hatékonysága ellentmondásos volt, mivel a hagyományos szellőztetés nem működött rosszabbul.

• Alkalmazása az asztronautikában. A technológia jelenlegi szintjével egy űrhajós repülés közben 10 grammos túlterhelést tapasztal. E küszöb után nem csak a munkaképességet, hanem a tudatot sem lehet fenntartani. A test terhelése pedig egyenetlen, és a támaszpontokon, amelyek folyadékba merülve kiküszöbölhetők, a nyomás egyenlően oszlik el a test minden pontján. Ez az alapelv a vízzel töltött kemény Libelle szkafander kialakításának alapja, amely lehetővé teszi a határ 15-20 g-ra történő emelését, még akkor is az emberi szövetek korlátozott sűrűsége miatt. És ha nem csak folyadékba meríti az űrhajóst, hanem meg is tölti vele a tüdejét, akkor könnyen elviselheti a 20 g-os határon túli extrém túlterheléseket. Természetesen nem végtelen, de a küszöb nagyon magas lesz, ha egy feltétel teljesül – a tüdőben és a test körüli folyadék sűrűségének meg kell egyeznie a víz sűrűségével.

A folyadéklégzés eredete és kialakulása

A legelső kísérletek a múlt század 60-as éveire nyúlnak vissza. A folyékony légzés új keletű technológiáját először laboratóriumi egerek és patkányok tesztelték, akiket nem levegőt, hanem sóoldat, amely 160 atmoszféra nyomás alatt volt. És lélegeztek! De volt egy probléma, amely nem tette lehetővé számukra, hogy sokáig életben maradjanak egy ilyen környezetben - a folyadék nem engedte eltávolítani a szén-dioxidot.

A kísérletek azonban nem álltak meg itt. Ezután olyan szerves anyagokon kezdtek el kutatásokat végezni, amelyek hidrogénatomjait fluoratomokkal helyettesítették - az úgynevezett perfluor-szénhidrogénekkel. Az eredmények sokkal jobbak voltak, mint az ősi és primitív folyadéké, mivel a perfluor-karbon inert, nem szívódik fel a szervezetben, és tökéletesen oldja az oxigént és a hidrogént. De ez messze volt a tökéletességtől, és az ilyen irányú kutatás folytatódott.

Most a legtöbbet legjobb eredmény ezen a területen a perflubron (kereskedelmi név - „Liquivent”). Ennek a folyadéknak a tulajdonságai elképesztőek:

1. Az alveolusok jobban kinyílnak, ha ez a folyadék a tüdőbe kerül, és javul a gázcsere.
2. Ez a folyadék kétszer annyi oxigént képes szállítani, mint a levegő.
3. Az alacsony forráspont lehetővé teszi, hogy párologtatással eltávolítsák a tüdőből.

De a tüdőnk nem teljesen folyékony légzésre van kialakítva. Ha teljesen feltölti őket perflubronnal, akkor szükség lesz egy membrán oxigenátorra, egy fűtőelemre és a levegő szellőztetésére. És ne felejtsük el, hogy ez a keverék kétszer vastagabb, mint a víz. Ezért vegyes szellőztetést alkalmaznak, amelyben a tüdőt csak 40%-ban töltik meg folyadékkal.

De miért nem lélegezhetünk be folyadékot? Mindez a szén-dioxidnak köszönhető, amely folyékony környezetben nagyon rosszul távolodik el. Egy 70 kg súlyú embernek percenként 5 liter keveréket kell átengednie magán, és ez az nyugodt állapot. Ezért, bár a tüdőnk technikailag képes kivonni az oxigént a folyadékokból, túl gyenge. Így csak reménykedhetünk a jövőbeli kutatásokban.

A víz olyan, mint a levegő

Annak érdekében, hogy végre büszkén jelentsük be a világnak: „Most az ember lélegezhet a víz alatt!” - A tudósok néha csodálatos eszközöket fejlesztettek ki. Így 1976-ban amerikai biokémikusok megalkottak egy csodaeszközt, amely képes oxigént regenerálni a vízből, és azt egy búvár számára biztosítani. Megfelelő akkumulátorkapacitással a búvár szinte végtelenségig tud maradni és lélegezni a mélységben.

Az egész akkor kezdődött, amikor a tudósok kutatásba kezdtek azon a tényen alapulva, hogy a hemoglobin egyformán jól szállítja a levegőt a kopoltyúból és a tüdőből. A sajátjukat használták oxigénmentesített vér, poliuretánnal keverve - vízbe merítették és ez a folyadék felszívta az oxigént, amit bőségesen feloldott a vízben. Ezután a vért egy speciális anyaggal helyettesítették, és az eredmény egy olyan eszköz lett, amely úgy működött, mint bármely hal szokásos kopoltyúja. A találmány sorsa a következő: egy bizonyos cég megvásárolta, egymillió dollárt költött rá, és azóta semmit sem lehetett hallani a készülékről. És persze nem került eladásra.

De nem ez a tudósok fő célja. Álmuk nem egy légzőkészülék, hanem magát az embert akarják megtanítani folyadékot lélegezni. És még mindig nem adták fel az álom valóra váltására tett kísérleteket. Így például az egyik orosz kutatóintézet folyadéklégzési teszteket végzett egy önkéntesen, akinek volt veleszületett patológia- gége hiánya. És ez azt jelentette, hogy egyszerűen nem reagált a szervezet a folyadékra, amelyben a hörgők legkisebb vízcseppje a garatgyűrű összenyomásával és fulladással jár. Mivel egyszerűen nem volt nála ez az izom, a kísérlet sikeres volt. A tüdejébe folyadékot öntöttek, amit a kísérlet során hasi mozdulatokkal kevert, majd nyugodtan és biztonságosan kiszivattyúzta. Jellemző, hogy a folyadék sóösszetétele megfelelt a vér sóösszetételének. Ez sikernek tekinthető, és a tudósok azt állítják, hogy hamarosan találnak egy olyan folyékony légzési módszert, amely elérhető a patológiás emberek számára.

Tehát mítosz vagy valóság?

Az ember kitartása ellenére, aki szenvedélyesen meg akar hódítani minden lehetséges élőhelyet, a természet mégis maga dönti el, hol éljen. Jaj, bármennyi időt fordítanak is a kutatásra, akárhány milliót költenek el, nem valószínű, hogy az embernek a víz alatt és a szárazföldön is lélegeznie kell. Az emberek és tengeri élet Természetesen sok a közös vonás, de még mindig sok a különbség. Egy kétéltű ember nem bírta volna el az óceán viszonyait, és ha sikerült volna alkalmazkodnia, a szárazföldre visszavezető út le van zárva előtte. És ahogy a búvárok búvárfelszerelésben, a kétéltűek is víziruhában mennek ki a strandra. Ezért bármit is mondanak a lelkesek, a tudósok ítélete továbbra is szilárd és kiábrándító - a víz alatti hosszú távú emberi élet lehetetlen, az anyatermészet ellen való fellépés ebben a tekintetben ésszerűtlen, és minden folyékony légzési kísérlet kudarcra van ítélve.

De ne csüggedj. Bár a tengerfenék soha nem lesz otthonunk, a test minden mechanizmusával és technikai lehetőségeket, hogy gyakori vendég legyen ott. Szóval érdemes ezen szomorúnak lenni? Hiszen ezeket a környezeteket bizonyos mértékig az ember már meghódította, és most a világűr szakadékai tárulnak eléje.

És egyelőre bátran kijelenthetjük, hogy az óceán mélye csodálatos munkahely lesz számunkra. De a kitartás a víz alatti légzés nagyon finom vonalához vezethet, ha csak a probléma megoldásán dolgozol. És hogy mi lesz a válasz arra a kérdésre, hogy a földi civilizációt víz alattira kell-e változtatni, az csak az emberen múlik.

Az Foundation for Advanced Research (APF) által kifejlesztett folyékony légzőrendszer segít a tengeralattjáróknak gyorsan a felszínre emelkedni, dekompressziós betegség nélkül. A Fedor antropomorf robot részt vesz egy új orosz űrhajó tesztelésében, és segítheti a Roszatomot a nukleáris hulladékok ártalmatlanításában. Egy extrém mélységű merülőt tesztelnek a Mariana-árok alján. Vitalij Davydov, az alapítvány tudományos és műszaki tanácsának elnöke az Izvesztyiának nyilatkozott az alap projektjeiről.

- Hány projektet valósított meg az alapítvány, és ezek közül melyiket emelné ki különösen?

BAN BEN különböző szakaszaiban Körülbelül 50 projektünk van folyamatban. További 25 elkészült. A kapott eredményeket átadják vagy átadják az ügyfeleknek. Technológiai bemutatók készültek, mintegy 400 szellemi tevékenység eredménye született. A témakör a búvárkodástól a Mariana-árok fenekén át az űrig terjed.

A megvalósult projektek között megemlíthetjük például a tavaly sikeresen végrehajtott rakétarobbantó hajtómű-teszteket a vezető rakétahajtómű-gyártó vállalattal, az NPO Energomash-val közösen. Ugyanakkor a világon először az alapítvány stabil működési módot kapott egy detonációs légzőmotor bemutatójához. Ha az elsőt az űrtechnológiára szánják, akkor a másodikat a repülésre. Hiperszonikus repülőgépek, az ilyen rendszerek használata sok problémával szembesül. Például azzal magas hőmérsékletek. Az Alapítvány ezekre a problémákra talált megoldást a termikus emisszió hatásának – a hőenergia elektromos energiává alakításának – felhasználásával. Valójában elektromos áramot kapunk az eszköz rendszereinek táplálására, és egyben hűtjük a repülőgépváz elemeit és a motort.

- Az Alapítvány egyik leghíresebb projektje a Fedor robot. A létrehozása befejeződött?

– Igen, a Fedorral kapcsolatos munka befejeződött. Az eredményeket most továbbítják a rendkívüli helyzetek minisztériumához. Sőt, kiderült, hogy ezek nemcsak a rendkívüli helyzetek minisztériumának, hanem más minisztériumoknak, valamint állami vállalatoknak is érdekesek. Valószínűleg sokan hallották, hogy a Fedor technológiáit a Roscosmos fogja használni egy tesztrobot létrehozására, amely egy új orosz emberrel repül űrhajó"Föderáció". A Rosatom nagy érdeklődést mutatott a robot iránt. Olyan technológiákra van szüksége, amelyek lehetővé teszik az emberre veszélyes körülmények közötti munkavégzést. Például nukleáris hulladék elhelyezésekor.

- Lehetséges-e a Fedor segítségével megmenteni a tengeralattjárók legénységét és megvizsgálni az elsüllyedt hajókat?

A Fedor létrehozása során megszerzett technológiák különféle célokra felhasználhatók. Az Alapítvány számos projektet valósít meg a víz alatti lakatlan járművekkel kapcsolatban. És elvileg beépíthetők az antropomorf robottechnológiák. Különösen, A tervek szerint egy olyan víz alatti járművet hoznak létre, amely extrém mélységekben is működhet. A Mariana-árokban szándékozunk tesztelni. Ugyanakkor nemcsak a mélyre süllyedünk, mint elődeink, hanem lehetővé teszik a mozgást a fenékhez közeli területen, és tudományos kutatás. Még soha senki nem csinált ilyet.

Az USA-ban egy négylábú, rakományszállító robotot, a BigDog-ot fejlesztik. Folynak-e hasonló fejlesztések az Alapnál?

Ami a rakomány vagy lőszer szállítására szolgáló járóplatformokat illeti, az alapítvány nem végez ilyen munkát. De néhány szervezet, amellyel együttműködünk, proaktívan részt vett hasonló fejlesztésekben. Nyitott marad a kérdés, hogy szükség van-e ilyen robotra a csatatéren. A legtöbb esetben jövedelmezőbb a kerekes vagy lánctalpas járművek használata.

- Milyen robotplatformok készülnek az FPI-nél a Fedor mellett?

Platformok egész sorát fejlesztjük különféle célokra. Ezek földi, légi és tengeri robotok. Felderítési feladatokat lát el, rakományt szállít, és képes harci műveletek végzésére is. Ezen a területen az egyik munkaterület a drónok megjelenésének és tesztelési módszereinek meghatározása, beleértve a csoportosakat is. Úgy gondolom, hogy ha minden hasonló ütemben folytatódik, a közeljövőben jelentősen bővülni fog a drónok használata, beleértve a harci feladatokat is.

- Az FPI a „Sova” légköri műholdat fejleszti - egy nagy elektromos repülőgépet. Hogy állnak a próbái?

-Befejeződött a Sova pilóta nélküli légijármű-bemutató tesztelése. Körülbelül 20 ezer m magasságban egy hosszú repülés zajlott. Sajnos a készülék súlyos turbulencia zónába esett és megkapta komoly sérülés. Ám ekkorra már minden szükséges adatot megkaptunk, meggyőződtünk magának a kutatási iránynak ígéretes voltáról és a választott tervezési megoldások helyességéről.. A megszerzett tapasztalatokat egy teljes méretű készülék létrehozásához és teszteléséhez használjuk fel.

Vállalkozás "Roscosmos" NPO névadója. Lavochkina hasonló fejlesztést végez - létrehoz egy „Aist” légköri műholdat. Követed a versenytársaid fejleményeit?

Ismerjük ezeket a munkákat, és tartjuk a kapcsolatot az Aist fejlesztőivel. Ez nem a versengésről szól, hanem a kölcsönös komplementaritásról.

Használhatók-e ilyen eszközök a sarkvidéki övezetben, ahol nincs kommunikáció és infrastruktúra a gyakori fel- és leszállásokhoz?

Figyelembe kell venni, hogy tavasszal és ősszel, és még inkább a sarki éjszakában előfordulhat, hogy a „légköri műhold” egyszerűen nem kapja meg az akkumulátorok töltéséhez szükséges energiát. Ez korlátozza a használatát.

A közelmúltban folyékony légzési technológiákat mutattak be a nagyközönségnek - egy tacskót speciális oxigénnel telített folyadékba merítve. A "fuldokló" tüntetés tiltakozási hullámot váltott ki. Folytatódik-e ez az irányú munka ezután?

-Folytatódik a folyadéklégzéssel kapcsolatos munka. Fejlődésünk alapján több ezer életet lehet megmenteni. És nem csak a tengeralattjárókról beszélünk, akik a folyékony légzésnek köszönhetően gyorsan fel tudnak emelkedni a felszínre, dekompressziós betegség formájában. Számos tüdőbetegség és -sérülés létezik, amelyek sikeresen kezelhetők folyadéklégzéssel. Érdekes kilátások a folyékony légzési technológia alkalmazására gyors hűtés a szervezetet, amikor le kell lassítani a benne lejátszódó folyamatokat. Most ez külső hűtéssel vagy speciális oldat vérbe injektálásával történik. Ugyanezt megteheti, de még hatékonyabban, ha megtölti a tüdejét hűtött légzőkeverékkel.

Az FPI folyékony légzést létrehozó laboratóriumának vezetője, Anton Tonshin egy Nicholas nevű tacskóval, amelynek segítségével az Foundation for Advanced Research (FPI) tudósai a folyadéklégzés lehetőségeit tanulmányozták.

Meg kell jegyezni, hogy az ezekben a kísérletekben részt vevő állatok egészsége nem károsodik. Minden „kísérletező” él. Néhányukat laboratóriumban tartják, ahol állapotukat figyelik. Sokan a dolgozók kedvenceivé váltak, de az állapotukat is időszakosan ellenőrzik szakembereink. A megfigyelési eredmények a hiányt jelzik negatív következményei folyékony légzés. A technológia bevált, áttértünk a gyakorlati megvalósításhoz speciális eszközök létrehozására.

- Mikor tér át az emberek folyadéklégzésének kutatására?

Elméletileg készen állunk az ilyen kísérletekre, de ezek elindításához szükséges legalább megfelelő felszerelést készíteni és tesztelni.

Egy időben az FPI szoftverplatformot fejlesztett ki különféle berendezések tervezésére, amelyeket a külföldi szoftverek helyettesítésére terveztek. Használják valahol?

A „Herbarium” orosz mérnöki szoftver egységes környezetének létrehozására irányuló munka valóban befejeződött. A Rosatomban és a Roscosmosban való felhasználásának kérdése most folyik – ígéretes termékminták tervezése érdekében nukleáris ipar, valamint rakéta- és űrtechnológia.

- Működik az alap a kiterjesztett valóság technológiák területén?

-Igen, az alap ilyen munkát végez - különösen a KamAZ-zal együtt. Egyik laboratóriumunk megalkotta a kiterjesztett valóság szemüvegének prototípusát, amely lehetővé teszi az autó alkatrészek összeszerelésének vezérlését. A program megmondja, hogy melyik alkatrészt kell venni és hova kell telepíteni. Ha a kezelő helytelen műveleteket hajt végre, például eltér a termék összeszerelésének megállapított sorrendjétől, vagy helytelenül szereli fel elemeit, hangjelzés hallható a hibás lépésről, és a hibára vonatkozó információ megjelenik a szemüvegen. Ráadásul tény helytelen cselekedetek vagy akár egy elektronikus naplóban rögzítik a próbálkozásukat. Ebből kifolyólag olyan rendszert kell kialakítani, amely kizárja a hibás összeszerelés lehetőségét. A jövőben ezt a rendszert a miniatürizálás irányába kívánjuk fejleszteni és a szemüvegeket korszerűbb eszközökre cserélni.

Kilátások számítógépes technológia ma már a kvantumszámítógépek fejlesztésével, az információbiztonságot pedig a kvantumkriptográfiával társítják. Az FPI fejleszti ezeket a területeket?

Az Alapítvány a kvantumszámítással és a megfelelő elembázis létrehozásával kapcsolatos kérdésekkel foglalkozik. Ami a kvantumkommunikációt illeti, mindenki hallja kínai kollégáinak tapasztalatait. De nem állunk egy helyben.

Még 2016 őszén az FPI és a Rostelecom biztosította az információ kvantumátvitelét optikai kábelen keresztül Noginsk és Pavlovsky Posad között. A kísérlet sikeres volt. Ma már kvantumtelefonon is lehet beszélni. Fontos tulajdonság az információ kvantumtovábbítása az elfogásának lehetetlensége.

Az említett kísérlet során mintegy 30 km távolságból kvantumkommunikációt biztosítottak. Technikailag nincs probléma a nagyobb hatótávolságú megvalósítással. Kommunikációs munkamenet lebonyolítására készülünk atmoszférikus csatornán keresztül. Kutatjuk egy kísérlet lehetőségét az űrből történő kvantumkommunikációról, a Nemzetközi Űrállomás lehetőségeinek felhasználásával.