01.02.2014

Дайверы будут дышать... жабрами

Изобретатели разрабатывают устройства, позволяющие погружаться в океанскую пучину без акваланга. И дышать воздухом, растворенным в воде.

На днях интернет был взбудоражен сообщением о разработке корейского дизайнера Ебьюна Йона (Jeabyun Yeon). Якобы он создал удивительную маску для ныряльщиков под названием Triton, с помощью которой можно находиться на дне морском без акваланга. Потому что необходимый для дыхания кислород извлекают прямо из воды специальные фильтры маски.

Как поясняет сам Йон на своем сайте, фильтры, расположенные по бокам, выполнены в виде полых трубочек с отверстиями, диаметр которых меньше молекул воды. Компрессор прокачивает воду сквозь трубочки, она разлагается на водород и кислород. Кислород поступает в загубник, из него - ныряльщику, водород - в отходы. Вот такая гениальная простота.

Как рыба в воде

Понятно, что изобретение корейца подразумевает переворот в подводном плавании. Избавиться от громоздких аквалангов мечтают все ныряльщики. У многих, простите за каламбур, аж дух захватило от грядущей перспективы уже завтра уподобиться рыбам в воде.

Увы, этот самый Triton всего лишь концепт. То есть недействующая модель, эдакое дизайнерское решение, пока не подкрепленное реальными элементами. Даже если предположить, что действительно можно разложить воду на кислород и водород посредством крошечных дырочек в трубочках, потребуется мощнейший компрессор, способный преодолеть гигантское гидравлическое сопротивление, прокачивая воду сквозь них. Такого насоса нет. Дизайнер ждет, пока появится - достаточно компактный при этом.

Нет и источника питания для привода компрессора. Йон грезит неким крошечным аккумулятором следующего поколения - в 30 раз меньше нынешних, который будет заряжаться в тысячу раз быстрее.

Специалисты подмечают и другую проблему: в любом случае одним кислородом дышать нельзя. Для длительных погружений на пристойные глубины надо смешать его, к примеру, с азотом. А откуда Triton добудет азот? Такое вообще не предусмотрено. Значит, все-таки придется брать с собой баллоны?

Словом, конкретно от корейской "маски" никакого толка нет. Но это не значит, что революция в дайвинге совсем уж не предвидится. Ученые давно уже взялись за жабры. Правда, они не столь красивы и компактны, как у дизайнера Йона. Но зато реально работают.

Хомячки-дайверы

В экспериментальных устройствах задействованы так называемые мембраны - тонкие силиконовые пленки, способные буквально отцеживать из жидкостей растворенные в них газы.

- Простейшие искусственные жабры - это коробочка, обтянутая мембраной, - говорит пионер подводного движения Уолтер Робб из фирмы "Дженерал электрик". - Поместите ее в воду, и внутрь будет просачиваться кислород, которым можно дышать. А углекислый газ станет выходить наружу.

В 1961 году, спустя считанные месяцы после появления первых мембран, Уолтер уже соорудил "жабры" для хомячков. Они и стали первыми "ихтиандрами". Хотя и не ныряли. Просто жили в коробочке. Но под водой.

Ученые подсчитали: чтобы обеспечить воздухом человека, нужна коробочка, площадь мембранной поверхности которой составляла бы не менее 80 квадратных метров. Многовато. Эдвард Кушлер, последователь Уолтера из университета Миннесоты, попробовал компактно упаковать пленку в кассеты. Максимум, что ему тогда удалось, так это сделать дыхательное устройство для собаки. В роли Муму-Ихтиандра выступил Муггинс - терьер жены Эдварда. С камнем на шее и в квадратном шлеме, соединенном с искусственными жабрами, кобелек провел 3 часа под водой реки Миссисипи. Остался жив.

В 80-е годы японцы из фирмы "Фуджи" сделали уже "человеческие" искусственные жабры. Размером с гроб. Ныряльщик толкал его перед собой. Но извлечь из воды больше 16 процентов кислорода не получалось. А нужно 21 процент.

Рука американской военщины

По газетам и журналам кочуют слухи, будто бы в начале 80-х годов супруги Джозеф и Цилия Бонавентура из Университета Дьюка в Северной Калифорнии создали некое принципиально новое устройство - искусственные жабры, которые извлекали кислород из воды так, как это делают рыбы. А именно - благодаря своему особому гемоглобину. Само устройство размером с книгу крепилось на спине ныряльщика. Якобы его купил Пентагон. И теперь тиражирует в секретных лабораториях для подводных диверсантов. Оказалось, что доля правды тут есть.

- Нам действительно удалось частично сымитировать рыбьи жабры, - рассказала Цилия Бонавентура, которую отыскал корреспондент журнала "Нью сайнтист". - С помощью синтетического аналога гемоглобина. Далее предполагалось сделать следующее: в одной петле устройства извлекать кислород из воды. А в другой - отбирать его уже из "гемоглобина", воздействуя электрическим током. В модельных экспериментах это получалось. Но самого устройства мы не изготовили. У нас купили его чертежи и право на дальнейшие разработки. Но отнюдь не Пентагон, а фирма, которая занималась созданием искусственной крови и аппаратов для ее циркуляции. Жабры ее совсем не интересовали.

Нам теперь морской по нраву дьявол

Похоже, что дальше всех продвинулся израильский изобретатель Алон Боднер со своим устройством под названием "Как рыба" (LikeAfish).

- В воде, даже на глубине нескольких сотен метров, растворено примерно 2 процента воздуха, - рассказывал Боднер в интервью израильскому радио. - Именно его я и намерен извлекать. Подчеркну, извлекать не кислород, а воздух, пригодный для дыхания. То есть сразу вместе с азотом.

Изобретатель решил использовать не мембрану, а центрифугу, которая создает разрежение в специальной камере. А при низком давлении воздух сам начинает выходить из воды, словно пузырьки из открытой бутылки газировки или шампанского.

Эксперименты показывают: чтобы человек нормально дышал и стал бы настоящим морским дьяволом, достаточно пропускать через устройство по 200 литров воды в минуту. А то и меньше. И это, по словам Боднера, реально.

Израильским изобретением заинтересовались военные. Для начала они хотели бы установить "жабры" на подводную лодку.

Источники:

1. news.day.az