Τι είναι ένα αναπνευστικό κύτταρο;

Ένα αναπνευστικό κύτταρο είναι ένας μηχανικός σχεδιασμός για ένα μηχάνημα που δεν μπορεί να κατασκευαστεί με την τρέχουσα τεχνολογία: ένα τεχνητό ερυθρό αιμοσφαίριο με διάμετρο μικρού.Εάν η πρόοδος στη νανοτεχνολογία συνεχιστεί τόσο γρήγορα όσο έχει για την πρώτη δεκαετία του 21ου αιώνα, μπορεί να δούμε αναπνευστικά κύματα που χρησιμοποιούνται στην ιατρική ή ακόμα και ψυχαγωγικά μέχρι το 2020 ή το 2030.

Το πιο ενδιαφέρον πράγμα για ένα αναπνευστικό κύτταρο είναι η εσωτερική πίεση: περίπου 1000ατμόσφαιρες.Το repirocyte θα ήταν σφαιρικό, το βέλτιστο σχήμα για τα δοχεία υψηλής πίεσης και κατασκευασμένα από καθαρό διαμάντι ή ζαφείρι, ιδανικά υλικά μηχανικής για ανθεκτικά νανοσυστήματα.Η υψηλή πίεση επιτρέπεται από τη δύναμη αυτών των υλικών.

Σε 1000 ατμόσφαιρες πίεσης, τα αναπνευστικά κύτταρα θα μπορούσαν να συγκρατήσουν 200 φορές περισσότερο οξυγόνο και διοξείδιο του άνθρακα από τα φυσικά ερυθρά αιμοσφαίρια μας.Αυτό θα μπορούσε να επιτρέψει σε ένα άτομο να κρατήσει την αναπνοή του στο κάτω μέρος μιας πισίνας για τέσσερις ώρες, ή να αφήσει κάποιον να σπρώξει με τελική ταχύτητα για τουλάχιστον 15 λεπτά χωρίς να σταματήσει να αναπνέει.Αυτά τα επιτεύγματα είναι αδύνατα σήμερα.

Τροφοδοτείται από γλυκόζη στο αίμα, ένα αναπνευστικό κύτταρο έχει ένα αξιοσημείωτα απλό σχέδιο.Το μόνο που απαιτείται για την τελική του υλοποίηση είναι η συνεχιζόμενη πρόοδο της μικροσκοπικοποίησης στην κατασκευή, μια τάση που έχει κρατηθεί σταθερά εδώ και δεκαετίες και κλείνει στην ατομική κλίμακα.Αυτό που χρειάζεται είναι η κατασκευή 3D νανοκλίμακας, μια ικανότητα που προκύπτει από τη χρήση μικροσκοπίων σήραγγας σάρωσης για να χειριστεί μεμονωμένα άτομα σε μια επιφάνεια.αίμαρότορες για να συγκεντρώσουν διοξείδιο του άνθρακα από την κυκλοφορία του αίματος και να το απελευθερώσουν στους πνεύμονες.και οι ρότορες για να πάρουν γλυκόζη από την κυκλοφορία του αίματος για τη δημιουργία ενέργειας σε μια διαδικασία παρόμοια με την κυτταρική αναπνοή.Προκαταρκτικές μελέτες έχουν διαπιστώσει ότι οι εξαιρετικά ομαλές επιφάνειες με διαμάντια θα ήταν πρακτικά αόρατα σε λευκά αιμοσφαίρια, καθιστώντας τις συσκευές βιοσυμβατές.

Τα αναπνευστικά κύματα σχεδιάστηκαν και αναλύθηκαν λεπτομερώς από τον Robert Freitas, ερευνητή νανοτεχνολογίας στο Ινστιτούτο Μοριακής Παραγωγής.Το έγγραφο που περιγράφει την έννοια έχει τίτλο, μηχανικό τεχνητό ερυθρό κύτταρο: διερευνητικός σχεδιασμός στην ιατρική νανοτεχνολογία.Οι νανοϊατρικές εφαρμογές, όπως αυτές που οραματίστηκαν από τον Freitas