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Gesundheit

Kiemen aus dem 3D-Drucker: Können wir bald unter Wasser atmen?

von Paul Bandelin

Am Londoner Royal College of Art hat ein Designer künstliche Kiemen entwickelt, mit denen der Mensch in Zukunft unter Wasser atmen könnte.

Eine Frau trägt das künstliche Kiemen-System Amphibio.
Amphibio soll es Menschen künftig ermöglichen, unter Wasser zu atmen Foto: Mikito Tateisi

Das erfahren Sie gleich:

  • Was den Designer Jun Kamei dazu bewogen hat, Atmen unter Wasser zu ermöglichen
  • Wie die künstlichen Kiemen durch additive Fertigung im 3D-Drucker entstehen
  • Warum Tauchen mit Amphibio aktuell noch keine gute Idee wäre

Die Temperaturen steigen, ein Wärmerekord jagt den nächsten: Die Polkappen schmelzen und laut Berechnungen von Experten würde der Meeresspiegel um 66 Meter steigen, sollte sich das Eis der Arktis und der Antarktis auflösen.

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Damit würden Küstenregionen weltweit unter dem Wasser verschwinden. Der Materialwissenschaftler und Designer Jun Kamei aus Japan hat eine Lösung: Atmen unter Wasser.

20.000 Meilen unter dem Meer: Leben wir bald in Atlantis?

Kamei hat seine Abschlussarbeit am Londoner Royal College of Art dazu genutzt, eine Atemmaske mit künstlichen Kiemen zu entwickeln. Seiner persönlichen Zukunftsvision zufolge könnte der Anstieg des Meeresspiegels weitaus schneller vonstattengehen als bislang prognostiziert.

Schon bis 2100 würden einige küstennahe Großstädte diesem Phänomen zum Opfer fallen. Microsoft hat bereits damit begonnen und plant, ein Rechenzentrum auf dem Meeresgrund zu bauen.

Ob Kameis, in Zusammenarbeit mit dem RCA-IIS Design Lab der Uni Tokio entstandenes, Atmungsgerät Amphibio dafür ausgelegt ist, in einer Art Atlantis zu leben, ist nicht klar – revolutionär wäre es aber allemal und würde einen der großen Träume der Menschheit erfüllen.

Additive Fertigung als Grundlage von Amphibio

Das Gerät lässt sich in seiner Funktionsweise mit Kiemen vergleichen und entsteht additiv im 3D-Drucker. Für Kamei war bei der Entwicklung besonders wichtig, dass es einen Tauchvorgang ohne schwere Ausrüstung zulässt.

Deshalb sieht Amphibio aus wie geriffelte Umhängekette, die mit einer Art Atemschutzmaske über dem Mund beginnt und sich dann nach unten abfallend dreimal um den Torso schlingt.

Die Designform von Amphibio ist von einer Vielzahl verschiedener Formen inspiriert, die im Wasser leben und eine große Oberfläche haben, wie etwa Fischkiemen und bestimmte Arten von Korallen mit gefalteten Formen.

Jun Kamei, Designer und Erfinder von Amphibio

Wie bei anderen seiner Designs hat sich Jun Kamei an der Natur bedient. In diesem Fall hat er von einer im Wasser lebenden Insektenart abgeguckt – den Rückenschwimmern. Diese verfügen über eine dünne Luftschicht an der Oberfläche ihrer superhydrophoben Haut und verwenden sie als Kiemen, die schädliche gegen dem Körper nützliche Gase austauschen und somit eine Atmen unter Wasser ermöglichen.

Die künstlichen Kiemen Amphibio in ihren Einzelteilen.
Bisher ist das Atmen unter Wasser mit Amphibio noch nicht möglich. Foto: Mikito Tateisi

Künstliche Kiemen brauchen zu viel Sauerstoff

Problematisch ist bislang die praktische Umsetzung der Idee. Der hergestellte Prototyp funktioniert zwar, produziert allerdings nicht annähernd genügend Sauerstoff für die menschliche Atmung.

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Theoretisch müssten die Kiemen auf eine Fläche von 32 Quadratmetern kommen, um den Sauerstoffverbrauch für einen Menschen unter Wasser zu arrangieren. Wie Jun Kamei das in der Praxis umsetzen kann, steht noch nicht fest.

Aber schon jetzt funktionieren seine künstliche Kiemen gut als mahnendes Kunstobjekt. Ebenfalls als London stammt die Idee, Wasser in essbaren Hüllen zu verpacken, um den Verbrauch von Plastikflaschen zu senken.

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