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在亚马逊河流域,一只鳄鱼咬住了电鳗,想要把它吞进去。乍一看,这场战争胜负已分,毕竟双方体型悬殊,电鳗甚至还没有鳄鱼尾巴粗。
但令人没想到的是,信心满满的鳄鱼咬住电鳗不久后就开始浑身抽搐,还没到一分钟,它就静静地躺在岸边不动了。同时,电鳗也因为身受咬伤而死,双方同归于尽!
面对亚马逊一霸的鳄鱼能有如此亮眼的“战绩”,电鳗究竟是怎样一种强大的生物?它为何能在放出如此强烈电流的同时,却不会将自己电死?这么强烈的电,能不能用在我们人类的新能源发电上呢?
电鳗发电原理
电鳗是一种原产于南美洲的淡水鱼,身体呈长条圆柱形。
其最奇特的生物特性,就是能够在瞬间产生800伏的电压,电流最高可达1安。要知道,36伏以上的电压,10毫安以上的电流就已经对人体有危险了,而电鳗的释放的这股电,完全可以把人放倒。
作为一种经常生活在水中的动物,电鳗并不能在水中呼吸,它们在水中每隔一段时间都要浮出来呼吸氧气。
而电鳗发电,属于很典型的生物放电现象。简单来说,生物放电的本质就是细胞内带电离子的移动,如果两个细胞之间带电离子浓度不一样,这时候两边就产生了电压。物质总是从浓度高的一方流向浓度低的一方,当带电离子从高浓度流向低浓度时,就产生了电流。
学术上把这种细胞称为“电细胞”,据研究,电鳗的发电部位是在身体后面的80%,在这片区域数千个电细胞组合在一起,它们就像很多串联在一起的电池,一旦外部接通,就会产生很强烈的放电效应。
其实生物放电普遍存在与每一类生物上,比如大脑的神经结构就每时每刻都在放着电,每次放电都会产生一个脉冲刺激下一个神经细胞,以此来传递信号。只不过和电鳗相比,这种用于信号传递的放电就非常微弱,不会发生触电现象。
既然电鳗能够产生这么强的放电效应,那么它到底能不能用于新能源发电呢?
能否用于新能源?
首先告诉大家,并不能!我们要注意,电鳗虽然可以在一瞬间放出300到800伏的电压,1安的电流,但是属于瞬间放电,这一瞬间过后它释放的电能会逐渐下降,直至完全消失,然后需要休息一段时间之后才可以再次放电。这就是生物放电的一大劣势:容易产生疲劳。
但我们的新能源产品,比如新能源汽车,它需要的是持续不间断地放电,如果使用电鳗发电驱动,那车子就要开一会儿停一会儿,完全不符合人们对新能源汽车的需求。
当然了,有人甚至想到了利用很多电鳗,让它们轮流工作轮流休息,但仔细一想,这得携带多少条电鳗,而且生物总会生老病死,相比于正常的电池技术,生物电池的成本还是太高了,并且可控制性太低,这样的方案成本太高,显然不划算。
但是别失望,虽然电鳗不能变成我们的电池,可人们还是从它身上得到了很多启发和科研成果。
Nature上的一篇论文就探讨了利用生物放电现象为人体器官供电的可能性。比如我们目前都知道的人工心脏,虽然能够给心脏病人续命,但还得给一段时间充一次电,我们知道电池是有寿命的,且电池破损对生物也是有危害的,如果利用电细胞来时刻为心脏做起搏,或者用来驱动低功耗人工心脏,那是不是也算人类技术的一大进步。
虽然技术离我们还很远,不过别灰心,只要有人提出了理论,那它总有一天它会实现的,不过我们还是希望永远用不上这项技术吧!
网络上,人们除了关心电鳗能否用于新能源外,还有很多人好奇电鳗会不会电死自己?
电鳗会不会电死自己?
我们都知道,要完成放电,除了电源之外还需要导体连接电源正负极两端。本质上来说,很多东西都是导体,都能导电,只不过不同材质导体的导电效率不一样,一般情况下,导电效率高的物质总是比导电效率低的的物质容易导电。
我们都知道水是导电的,当电鳗在水中时,水的导电效率要比电鳗的皮肤要高,所以这时候电鳗产生的电能会通过水释放出去,如果有其他生物在旁边,就会被这股电能电晕,这就是鳗鱼的进攻和防御方式。
可如果暴露在空气中,空气的导电效率要比它的皮肤低,所以这时候放电,只能作用在自己身上,那么就会出现被自己电晕的现象。
知道了原理,也不是我们随意触摸电鳗的勇气,毕竟像鳄鱼这样强悍的生物也能被电鳗电翻,由此可见它的的危险性到底有多高。
很多现代人都知道电鳗的危险性,那么在人类发现“电”之前,他们又怎么称呼电鳗的呢?
发现电之前人们怎么称呼电鳗?
电鳗在被正式命名之前,人们对它的称呼各地都不相同。据不完全统计,曾经南美洲土著图皮人和瓜拉尼人称电鳗为:Porake,意思是:它让你入睡;
欧洲人则称其为:sleeper eels,意思是:沉睡鳗鱼,还有人称它为:numb eels(麻木鳗鱼),temblaador、trembler(颤抖鱼);
古埃及人称之为愤怒的鱼或者雷霆鱼,希腊人称之为导致麻木的东西。虽然没有表现出“电”的意思,但人们看到它产生的现象都是“电”造成的。
直到18世纪的时候,电科学已经融入了实际应用,研究者也知道了这种鳗鱼会释放致命的电压,所以瑞典的一个博物学家,卡尔林奈给了它正式的名字:Electrophorus electricus,也就是我们今天说的“电鳗”,这里的electricus刚好和电有关。
大自然孕育出了像电鳗这样的物种,古往今来,无数人为它这神秘的力量所着迷,但放眼整个自然界,神奇的生物又何止电鳗这一种。
再比如人类,虽然体型不大不小,体力也比不上很多动物,但就是这样一个物种,造就了地表最强文明。致敬每一个诞生于世,用独特的生存法宝存在的生命!
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快照生成时间:2024-06-19 14:45:04
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