Беседы о бионике

Невероятно? Нет, искусственные жабры Ихтиандра сегодня уже не фантастика, не гипотеза, а объект интенсивных разработок. Ученые ряда стран ныне всерьез работают над созданием искусственных жабр. В частности, в США изготовляется миниатюрный аппарат для насыщения крови кислородом. Искусственные жабры прикрепляются к поясу ныряльщика, идущие от них шланги соединяются с аортой. Легкие пловца заполняются стерильным несжимаемым пластиком; таким образом, они как бы выключены, и человек, опустившийся в морские глубины, дышит через "жабры", точнее, он вообще перестает дышать, кровь насыщается кислородом с помощью искусственных жабр.

Узнав об американских разработках "искусственных жабр", Жак-Ив Кусто заявил с трибуны происходившего в Англии Международного конгресса подводников:

"Если этот проект осуществится, искусственные жабры дадут возможность тысячам новых Ихтиандров погружаться на глубины в 2 км и более на неограниченное время!"

Недавно Уолтер Рабб, инженер исследовательского центра одной американской фирмы, создал с помощью всемогущей химии... "пластмассовые жабры". Первая демонстрация нового изобретения произвела огромное впечатление на присутствующих. И действительно, удивляться, поражаться и восхищаться было чем. В центре аквариума, наполненного водой, среди красивых, юрких, беспорядочно снующих золотых рыбок сидел, не обращая внимания на яркие вспышки фоторепортерских "блицев", обычный хомяк и преспокойно грыз лист салата (рис. 12).

Как же удалось хомяку покорить "водную стихию"? Почему этот маленький обитатель суши, находясь в течение нескольких часов на дне аквариума, не проявлял никаких признаков беспокойства? Все объяснялось предельно просто: хомяк был заключен в предварительно наполненный воздухом ящик, стенки которого были изготовлены из тончайшей, гибкой, полупрозрачной пленки, обладающей поистине волшебными свойствами.

Рис. 12. Хомяк, окруженный со всех сторон водой, преспокойно грызет лист салата

Изобретенную Раббом кремнийорганическую пленку называют селективной мембраной. Она получена путем многократного растягивания, состоит из 6 слоев, толщина каждого слоя равна всего лишь 0,025 мм, суммарная толщина — 0,15 мм. У кремнийорганической мембраны нет пор (в обычном понимании этого слова), и поэтому она не пропускает воду. Вместе с тем она проницаема для газов. Правда, не для всех. В первую очередь для кислорода и углекислого газа. Молекулы О₂ и СО₂ могут "протиснуться" между молекулами мембраны, переходя из области более высокого парциального давления в область, где давление этого газа ниже (рис. 13).

Рис. 13. Схема действия обычной пористой (а) и селективной (6) мембраны