Unter all den Attributen, die Menschen von Fischen trennen, ist die Fähigkeit, unter Wasser zu atmen, eine, die uns Landbewohner am neidischsten macht. Es ist also schwer, sich in der vergangenen Woche nicht über das Gerücht zu ärgern, dass ein koreanischer Designstudent möglicherweise einen Entwurf für ein tragbares Gerät ausgearbeitet hat, das dem Meerwasser ausreichend Luft entzieht und es nahezu jedem ermöglicht, wie ein Fisch zu atmen.
Es ist eine bemerkenswerte Behauptung, wenn man bedenkt, dass noch niemand etwas erfunden hat, das den tatsächlichen "künstlichen Kiemen" ähnelt. Der Codename "Triton", das mysteriöse Konzept, kommt in Form eines kleinen Mundstücks, das an den "Rebreather" erinnert, den James Bond in Thunderball verwendet ( 1965) und Die Another Day (2002). Es wurde entwickelt, um das im Wasser vorhandene Sauerstoffgas mechanisch einzufangen und in einem Druckluftbehälter zu speichern. Wie der Schöpfer Jeabyun Yeon auf seiner Website beschreibt, wird Wasser mit einem Paar zylindrisch geformter Kiemen gefiltert, in denen sich feine Fäden mit "Löchern befinden, die kleiner sind als Wassermoleküle". Ein eingebauter Mikrokompressor, der von einem miniaturisierten Schnellladebatterie-Akku angetrieben wird, kondensiert dann den Sauerstoff und macht ihn verfügbar, wenn der Träger einatmet.
Mehrere Skeptiker mischten sich ein und wiesen auf bestimmte technologische Herausforderungen hin, die letztendlich dazu führen würden, dass Yeons Idee, wie detailliert sie ist, von unplausibel bis lächerlich weit hergeholt ist. Um zu verstehen, warum künstliche Kiemen bisher nichts anderes als ein Wunschtraum waren, muss man einige der biologischen Unterschiede zwischen Menschen und Meerestieren mit Flossen verstehen. Erstens und am offensichtlichsten ist, dass Fische Kiemen besitzen, die sich entwickelt haben, um Sauerstoff zu absorbieren, während sie Abgase fernhalten. menschliche Atmungssysteme sind so ausgestattet, dass sie den Luftsauerstoff aufnehmen können. Fische sind auch kaltblütig, was bedeutet, dass sie viel weniger Energie benötigen. Diese Anpassung ist unabdingbar, da die Konzentration an gelöstem Sauerstoff in Wasser knapp ist und etwa 20-mal geringer ist als die in demselben Luftvolumen.
Der Blog ZidBits erklärt, dass künstliche Kiemen riesig sein müssten, um eine ausreichende Menge an Sauerstoff für den Menschen bereitzustellen:
Dieses Problem wird durch Meerwasser mit nur 7 ppm Sauerstoff verstärkt. Aufgrund dieser geringen Konzentration fassen 1.000 Tonnen Meerwasser nur 14 Pfund. von O2. Da ein durchschnittlicher Taucher 1 Liter Sauerstoff pro Minute benötigt, würden Sie 51 Liter Meerwasser pro Minute benötigen, um durch die Kiemen zu gelangen.
Der Blog DeepSeaNews kritisierte die Technologie von Yeon und schätzte, dass ein solches System selbst im unteren Preissegment für jede untergetauchte Minute Sauerstoff aus etwa 24 Gallonen Wasser pumpen und extrahieren müsste. Darüber hinaus kann das Einatmen von reinem Sauerstoff, der aus Wasser gefiltert wird, hochgiftig sein. Während 20 Prozent der Luft aus Sauerstoff bestehen, haben Wissenschaftler herausgefunden, dass Atemluft, die zu 100 Prozent aus Sauerstoff besteht, Symptome wie verschwommenes Sehen, Anfälle und Krämpfe verursachen kann, wenn sich Flüssigkeit in der Lunge ansammelt.
Trotzdem haben diese Herausforderungen die Versuche anderer nicht vereitelt, unter Druck stehende Tauchflaschen zu beseitigen. Der israelische Erfinder Alon Bodner hat einen batteriebetriebenen Prototyp entwickelt, der mithilfe einer Hochgeschwindigkeitszentrifuge den Druck des eingefangenen Meerwassers senkt, wodurch Sauerstoff in eine separate Kammer sprudelt, ähnlich wie Kohlendioxidgase freigesetzt werden Öffnen einer Dose Soda. Der Nachteil ist, dass der als "LikeAFish" bezeichnete Apparat eine leistungsstarke (und wahrscheinlich schwere) Stromquelle benötigt, um zu funktionieren.
Ein weiterer exotischer Ansatz von Wissenschaftlern der Nottingham Trent University in England wurde von dem großen Tauchkäfer inspiriert, einem Insekt mit anatomischen Merkmalen, die es ihm ermöglichen, unter Wasser zu überleben. Winzige Haare auf dem Bauch fangen eine Luftblase zwischen der Atemöffnung und dem umgebenden Wasser ein. Diese schützende Luftschicht wirkt auch als Filter, durch den im Wasser eingeschlossene Sauerstoffgase eindringen und Kohlendioxid ausdiffundieren können. In einem Experiment konnten die Forscher diesen Effekt bis zu einem gewissen Grad nachahmen, indem sie ein Material aus "super wasserabweisendem porösem Schaum" verwendeten, das um ein Sauerstoff-Inhalationsgerät gewickelt war.
Aber wie auch immer Sie es einrahmen, es wird eine Weile dauern, bis ein Mensch eins mit den Fischen sein kann.
