https://frosthead.com

En studerende hævder at have designet arbejdende kunstige gæller

Ud af alle de attributter, der adskiller mennesker fra fisk, er evnen til at trække vejret under vand en der gør os landboere mest misundelige. Så det er svært ikke at blive oparbejdet med ord i den sidste uge, at en koreansk designstuderende måske har fundet en plan for en bærbar enhed, der kan udtrække tilstrækkelig luft fra havvand, så næsten enhver kan trække vejret som en fisk.

Det er en bemærkelsesværdig påstand i betragtning af, at ingen endnu har fundet noget ud, der ligner faktiske "kunstige gæller." Kodenavnet "Triton", det mystiske koncept kommer i form af et lille mundstykke, der minder om "rebreather" James Bond bruger i Thunderball ( 1965) og Die Another Day (2002). Det er designet til mekanisk at opsamle iltgassen, der findes i vand, og opbevare den i en trykluftbeholder. Som skaberen Jeabyun Yeon beskriver på sin hjemmeside, filtreres vand ved hjælp af et par cylindriske formede gæller, der huser fine tråde med "huller, der er mindre end vandmolekyler." En indbygget mikrokompressor, drevet af et hurtigopladet miniatureret batteri, kondenserer derefter iltet, hvilket gør det let tilgængeligt, når brugeren indånder.

Flere skeptikere har siden kørt sig ind og peget på visse teknologiske udfordringer, der i sidste ende ville gøre Yeons idé, som den er detaljeret, hvor som helst fra upålidelig til latterligt langsigtet. For at forstå, hvorfor kunstige gæller hidtil ikke har været andet end en rørdrøm, må man forstå nogle af de iboende biologiske forskelle mellem menneske og finnet havdyr. Først og mest åbenlyst er, at fisk har gæller, der har udviklet sig til at absorbere ilt, mens de undgår affaldsgasser; menneskelige åndedrætssystemer er udstyret til at hente ilt i luften. Fisk er også koldblodige, hvilket betyder, at de kræver meget mindre energi. Denne tilpasning er vigtig, da koncentrationen af ​​opløst ilt i vand er knap, ca. 20 gange mindre end hvad der findes i det samme luftmængde.

Bloggen ZidBits forklarer, at kunstige gæller skulle være enorme for at give en passende mængde ilt til mennesker:

Dette problem forstærkes takket være havvand, der kun indeholder 7 ppm ilt. Som et resultat af denne lave koncentration har 1.000 ton havvand kun 14 kg. af O2. Da en gennemsnitlig dykker har brug for 1 liter ilt pr. Minut, har du brug for 51 gallon havvand pr. Minut for at passere gennem 'gællerne'.

Bloggen DeepSeaNews kritiserede Yeons teknologi og vurderede, at selv i den lave ende ville et sådant system være nødvendigt at pumpe og udvinde ilt fra omkring 24 gallons vand for hvert minut, der er under vandet. Desuden kan indånding af rent oxygen filtreret fra vand være yderst giftigt. Mens 20 procent af luften består af ilt, har forskere opdaget, at åndedrætsluft bestående af 100 procent ilt kan forårsage symptomer såsom sløret syn, anfald og kramper på grund af væske, der ophobes i lungerne.

Når det er sagt, har disse udfordringer ikke forhindret andres forsøg på at grøftet trykbodetanke. Den israelske opfinder Alon Bodner har udviklet en batteridrevet prototype, der bruger en højhastighedscentrifuge for at reducere trykket fra fanget havvand, hvilket får ilt til at boble op og flygte ud i et separat kammer, på samme måde som kuldioxidgasser frigives, når åbner en dåse soda. Ulempen er, at kontrasten, kaldet "LikeAFish", kræver en kraftkilde med høj kapacitet (og sandsynligvis tung) for at fungere.

En anden mere eksotisk tilgang fra forskere ved Nottingham Trent University i England blev inspireret af den store dykkerbille, et insekt med anatomiske træk, der giver det mulighed for at overleve under vandet. Små hår, der er placeret på underlivet, arbejder for at fange en lomme af luft mellem åndedrætsåbningen og det omgivende vand. Dette beskyttende luftlag fungerer også som et filter, der tillader iltgasser, der er fastlåst i vandet, at passere ind, og kuldioxid diffunderer ud. I et forsøg var forskerne i stand til at efterligne denne virkning til en vis grad ved hjælp af et "super-vandafvisende porøst skum" materiale pakket rundt om en iltindånningsindretning.

Men uanset hvordan du indrammer det, ser det ud til, at det vil vare et stykke tid, før et menneske kan være en med fiskene.

En studerende hævder at have designet arbejdende kunstige gæller