لو افترضنا أن قلب الإنسان ليس سوى مضخة سوائل ذات كفاءة جيدة جدًا، ما هي العقبة التي تقف أمام صناعة بديل ميكانيكي مكافئ له ليستخدمه مرضى القلب؟

نعم، القلب مضخة، لكن مع بعض التفاصيل الهامة.

إنه مضخة:

للحصول على الكود اضغط هنا 

• بها أربع غرف تعمل بشكل متزامن فيما بينها لضخ الدم بضغوط مختلفة وبكميات مختلفة.
• لا تحتاج أن تُوقَف عن العمل لأجل تشحيم أجزائها أبدًا.
• ليست بحاجة للصيانة إطلاقًا.
• مصدر الطاقة الذي تعتمد عليه موجود في السائل الذي تضخه حيث تحصل على الطاقة من الأكسجين الذي تحمله خلايا الدم الحمراء.
• مرتبطه بمنظومة تحكم بيوكيميائية خاصة بالجسم.
• آليات الجسد الدفاعية تتقبلها ولا تعمل ضدها.
• لا تنتج مخلفات عدا عن ثاني أكسيد الكربون الذي يخلصها منه الدم: نفس السائل الذي تضخه.
• ليس بها أيّ جزء صلب أو تضريس جامد ولا تتفاعل مع الدم كميائيًا بأيّ شكل.
• بها صمامات محكمة تحدد اتجاه سريان الدم داخل القلب وخارجه ولا تسمح له بالارتجاع وتصميم هذه الصمامات ومرونتها يحافظ على خلايا الدم الحمراء فلا تتسبب في تحطمها.
• لا تسرب إطلاقًا ولو قطرة واحدة.
• تصميمها يراعي ديناميكا الموائع بما لا يسمح ببقاء أيّ مقدار من الدم أو ترسب أيّ من مكوناته داخل حجراتها خلال الدورة الدموية.
• قادرة على ضخ الدم بقوة كافية لتحريكه ضمن الدورة الدموية التي تلف الجسم بأكمله من الرأس وحتى أخمص القدم، لكن بها من الانسيابية والرشاقة ما يمنع تحطم خلايا الدم الحمراء أو انفجار الشعيرات الدقيقة.
• تدوم لما يصل إلى 120 عام بدون أن يبدو عليها أيّ من علامات الاهتراء أو التلف التي تصيب الأجزاء الميكانيكية في العادة، وبدون أيّ انخفاض يذكر في الأداء (هذا طبعًا إذا استخدمت استخدامًا صحيحًا)
• حجمها تقريبًا نفس حجم قبضة اليد.

أفضل قلب صناعي سمعت عنه في حياتي لا يدوم سوى خمس سنوات

ما هو القانون الفيزيائي المسؤول عن حقيقة أن بإمكان حاملات الطائرات، والتي تزن 60,000 طن أو أكثر، أن تطفو فوق الماء حتى بعد هبوط الطائرات على متنها؟

اضغط هنا 

في وقت ما كانت تعد أضخم ناقلة نفط في العالم. بإمكانها نقل 440,000 طن من النفط الخام كما أنها تزيح 509,484 طنًا عندما تكون بكامل حمولتها. يبلغ طولها 380 متر - أي 0.4 كيلومتر تقريبًا - وعرضها 68 متر. ارتفاع الجزء الغاطس منها يزيد عن 24 مترًا. محض عملاق عائم يقطع أعالي البحار جيئة وذهابًا.

وهي تطفو فوق الماء لأن كثافتها في المجمل أقل من كثافة الماء سواء أكانت

أ) خالية من الحمولة: فالهواء الذي يملأ الخزانات في هذه الحالة أقل كثافة من الماء.

ب) أو كانت مملوءة بالنفط الخام: فكثافة النفط الخام أقل من الماء ولهذا نلاحظ أنه يطفو على سطح الماء إذا حدث تسريب في أحد سفن النفط.

تطفو السفن طالما أن كثافتها الكليّة أقل من كثافة الماء المحيط.

ملء السفينة جزئيًا بالهواء يجعل كثافتها الكليّة (الكتلة للمتر المكعب) أقل من كثافة ماء البحر، ما يتيح لها أن تطفو. ملؤها بنصف مليون طن من النفط الخام سيجعلها تطفو أيضًا، لنفس السبب.

بالمناسبة، كثافة ماء البحر أكبر من كثافة الماء العذب. وبالتالي تختلف أقصى حمولة للسفينة حسب المكان الذي ستبحر فيه. بصورة أخرى لو كانت حمولة السفينة ثابتة فسيكون الجزء الغاطس منها أكبر في الماء العذب منه في الماء المالح.