O que é um respirador?

Um respirócito é um projeto de engenharia para uma máquina que não pode ser construída com a tecnologia atual: um glóbulo vermelho artificial com um mícron de diâmetro. Se o progresso na nanotecnologia continuar tão rapidamente quanto na primeira década do século XXI, poderemos ver respirócitos usados ​​em medicina ou mesmo em atividades recreativas até 2020 ou 2030.

A coisa mais interessante sobre um respirócito é sua pressão interna: cerca de 1000 atmosferas. O respirócito seria esférico, com formato ideal para vasos de alta pressão e feito de diamante puro ou safira, materiais de engenharia ideais para nanossistemas duráveis. A alta pressão é permitida pela força desses materiais.

A 1000 atmosferas de pressão, os respirócitos podem conter 200 vezes mais oxigênio e dióxido de carbono do que nossos glóbulos vermelhos naturais. Isso pode permitir que uma pessoa prenda a respiração no fundo de uma piscina por quatro horas, ou deixe alguém correr em alta velocidade por pelo menos 15 minutos sem parar para respirar. Tais feitos são impossíveis hoje.

Alimentado por glicose no sangue, um respirócito tem um design notavelmente simples. Tudo o que é necessário para sua eventual realização é o avanço contínuo da miniaturização na manufatura, uma tendência que se mantém estável há décadas e está se aproximando na escala atômica. O que é necessário é a fabricação em nanoescala 3D, uma capacidade prenunciada pelo uso de microscópios de tunelamento para manipular átomos individuais em uma superfície.

O respirócito consiste em três componentes principais do projeto: rotores para captar oxigênio dos pulmões e liberá-lo na corrente sanguínea; rotores para coletar dióxido de carbono da corrente sanguínea e liberá-lo nos pulmões; e rotores para absorver glicose da corrente sanguínea para gerar energia em um processo semelhante à respiração celular. Estudos preliminares descobriram que superfícies diamondoides extremamente lisas seriam praticamente invisíveis para os glóbulos brancos, tornando os dispositivos biocompatíveis.

Os respiradores foram projetados e analisados ​​em detalhes por Robert Freitas, pesquisador de nanotecnologia do Institute for Molecular Manufacturing. O artigo que descreve o conceito é intitulado "Um eritrócito artificial mecânico: projeto exploratório em nanotecnologia médica". Aplicações nanomédicas, como as previstas por Freitas, podem se tornar comuns no futuro de médio a longo prazo de muitos dos que estão vivos hoje.