天上飞和水里游是人类的梦想,尽管我们都实现了,但并不能做到“自由”,因为还被束缚在各种条件中,当然翼装飞行算一种,但这是属于勇敢者的游戏!水里游呢?能像鱼儿一样自由游来游去吗?
当然水中自由的条件呼吸是少不了的,一般的情况就是带上轻装潜水具,然后背上压缩空气瓶进行水下活动!但事实上鱼儿在水里是可以自由呼吸的,因为水中有溶解氧,而鱼的血液与氧气交换的“肺”就是它的鳃,维持它生命最重要的工具就是我杀鱼时必须清理的那部分!
硬骨鱼的鳃和人类的肺功能是一样的,水流从鱼的口部进入有鱼鳃流出的时候水流与血流方向相反,逆流交换将二氧化碳带走,水流中溶解氧则通过交换进入血液循环到鱼全身!在2016年时有个叫Triton的众筹项目,目的就是制造出一个能在水下自由呼吸的人工鳃,因为人体不可能改变自身血液中氧的交换方式,因此人工鳃和鱼鳃在具体功能上还是很大区别的!
因为人类仍然用肺交换氧气与二氧化碳,所以人工鳃必须从将水中的溶解氧提取成气体状态,然后储存供人类呼吸!那么这个人工鳃需要多大的氧气供应量呢?一个成年人在休息状态大约每天消耗约600-800g,这个数值差异会很大,跟体型新陈代谢以跟人体状态影响都很大,不过我们可以参考一下!水中的溶解氧比例大约为0.0091克/升
那么一个成年人每分钟需要消耗约:0.417克
需要过滤总共约:45.8L水才能得到人类维持最低活动需要呼吸的下限!
这这明显就是一个水泵了,而如果要得到比较好的体验,那么其所需要的呼吸量会大大增加,我们并不担心这个腮达不到要求,但这个电池实在够呛,因为从图示的比例看起来,电池容量不可能太大,也许仅能维持部分时间,但这仅仅是数学计算而已,而水中的溶解氧并不均匀,看起来似乎还要挂上一个压缩空气瓶来解决这个问题!
但这样就解决所有问题了吗?并没有!
1.纯氧中毒!另一个问题是从水里溶解氧中提取的属于纯氧,人长时间呼吸纯氧会造成氧中毒,如果要按比例加入氮气的话必须要用一个压缩气瓶!
2.维持比较低压力的纯氧呼吸时间可以坚持更久一些,但即使实现也需要限制使用时间,说到这里大家也许会发现一个问题,即如果要自由自在的水下工作,那么可能要带上一个压缩气瓶补充氮气
3.而氮气呼吸并不能在水下太深,30M水下氮气呼吸超过1小时即有可能产生麻醉作用,因此如果要更深的话必须携带氦气瓶补充!
您是不是有一种问题层出不穷的感觉?毕竟人的身体结构适合在一个大气压中工作与生活,水下高压环境下我们人类并不是太适应,如果要强行要在水下工作的话,那么请安规程来,毕竟身体健康还是第一位!
因此Triton的众筹项目要获得成功非常困难,即使实现也存在各种各样的限制,当然噱头还是不错的,比如短时间的浅水下游玩那可能是个不错的选择,其实还不如设计一套高压微型潜水装具,能坚持个十几分钟也就差不多了,成本低,见效快,携带方便!