瞬間放電高達800伏,能幹翻一條鱷魚,電鰻是怎麼發電的?

2020-11-24 製造原理

在自然界中總有一些動物,它們為了適應環境捕捉食物,在漫長的進化過程中擁有了自己的超能力,有的動物就連那些頂級掠食者都惹不起。

說到陸地上的頂級掠食者人們都會想到獅子,但有一種動物人送外號「平頭哥」的蜜獾,還戲稱它是,每天不是在幹仗就是在幹仗的路上,它這種好鬥的性格就連獅子和老虎都要懼它三分,毒蛇,毒蠍,蜜蜂則都是它的盤中餐。

在水中也有一種魚,就連水中的王者鱷魚和食人魚都對它避而遠之,這就是電鰻,它靠著自身強大的放電能力能將這些水中王者瞬間電暈,要捕捉那些小魚小蝦更是輕而易舉,絕對算是動物界中的奇蹟,故也有「水中高壓線」之稱。

電鰻原產於海中,之後洄遊到淡水河中長大,在大西洋,太平洋,印度洋都有它的地盤,而它們洄遊的主要河流就是南美的亞馬遜河,成年電鰻的體長可達2米,重20公斤,相比人們經常食用的各種鰻魚還是有區別,其實電鰻並不是鰻魚,在生物分類上它也更接近鯰魚,只是因為它的另類體型和發電特點所以就有了現在的名字。

電鰻瞬間最高能輸出800伏的電壓,能將一頭牛擊暈,鱷魚都怕它,鱷魚被電鰻電死的新聞也看過不少,其實在自然界中能發電的魚類也有很多種,但電鰻是發電量最大的一種,所以也將電鰻列為世界上最危險的淡水魚之一。

電是大自然中奇妙的力量,自從人類開始普及電力的使用後,整個世界都隨之改變,人類才有了現代文明,試想一下如果那一天沒有電會是什麼樣子,所以說學會控制和使用電力是人類前進的一大步。

能夠隨心所欲的放電,召之即來,揮之即去,這不是只有科幻大片才能見到,在大自然中電鰻已經進化了這樣的能力。

電鰻是如何發電的呢

在電鰻的身體兩側生長著一種特殊異化的細胞,其中每一個細胞都可以通過控制鈉離子和鉀離子的流動,製造出微弱的電流。

所以由它組成的細胞就如同上千個小電池串聯而成的電池組,再由數千個這樣的細胞結構相連,就讓電鰻成為可輸出高壓電的電源。

電鰻平常體內的正負電荷會保持平衡,一旦發現敵情,大腦樞紐立刻通過脊神經發送信號給細胞,當細胞收到信號時,就會產生約0.15伏的電壓。

這樣的細胞布滿電鰻的身體兩側,這些細胞就像小型的疊形電池,當其中一個細胞收到信號時,幾千個細胞就會同時發電,尾部負極頭部正極,電流就從魚尾流向魚頭,產生的電場直徑達到兩三米,足以將任何動物電暈。

在已知的所有能發電的動物中,電鰻是最可怕的一個,它們輸出的電壓可達300~800伏,電流大概在1安左右,這是什麼概念嘞,可以做個對比,對於人類的安全電壓是36伏,安全電流是0.01安,電鰻釋放的電是人體安全值的幾百倍,電鰻的威力不言而喻。

既然強大的電流和電壓如此致命,那電鰻是如何做到只電別人而不電自己的呢?

這是由於電鰻身體的特殊構造所致。

電鰻的放電器官在身體的兩側,而且它大部分身體的重要器官都集中在身體前端,還被一層絕緣性很好的皮下脂肪組織包裹,在河水中就像是一個大電池,電流由電阻最小的通路通過,所以在河水中放電時,由於河水的電阻小於電鰻的身體,電流就會經由體表在水傳遞,而不流經身體內部,使電鰻自己免受傷害。

但如果將電鰻抓到空氣中,因空氣的電阻大於電鰻的身體,因此一旦電鰻在空氣中放電就會電到自己了,另外如果電鰻受傷使兩側的絕緣體同時破損,放電時就會像兩條裸露的電線一樣發生短路的現象傷到自己。

電鰻會根據實際需要自如控制放電的時機,每一次放電能持續10~15秒,每一次放電的作用也並不相同,既可以是對敵人的警告也可以用作對獵物的捕捉或偵察,最新的研究發現電鰻甚至可以對獵物進行遠程控制,讓躲避在暗處的魚類抽搐,從而暴露出躲藏的位置,沒想到電鰻還有這麼高科技的武器。

那滿身高壓電的電鰻怎麼決定要不要發電呢,這就需要靠自帶的隱形弱電場,和在身上的電感受器,電鰻能定位分析來往的魚類,將周圍環境弄得一清二楚,從而決定是否發起進攻,假如獵物就在前方電鰻就會馬上釋放800伏的電壓進行攻擊,一擊致命。

其實現在電鰻還在為科學家提供靈感,有科學家就發明了一種模仿電鰻放電器官的新型柔性電池,這種電池由一些不同顏色的凝膠塊組成,像電鰻的放電體一樣排列。

每個凝膠塊只能產生很小的電壓,但數千個個凝膠塊就能產生110伏的電壓,想要觸發這些凝膠塊放電,只需要把兩張凝膠壓在一起就可以了,目前這種電池還需要主動充電,但只要激活就可以持續提供幾個小時的電能,直到不同凝膠之間的離子水平達到平衡,就需要再次充電了,用電流使凝膠回到高鹽或低鹽交替排列的狀態。

其實我們的身體就可以提供不同濃度的體液蓄存,也許有一天就能利用這些體液蓄存來開發電池,那樣人體也就能跟電鰻一樣自己發電了。

如果有一天我們人體真的能夠自己發電了,你最想用這些電幹什麼呢?

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    其實這裡需要說明一下,其實很多的細胞生物體都是帶電的,只不過電鰻將自身的電運用到了極致。電鰻在水中捕食的時候,會製造一張無形的」電網「。電鰻可以釋放出300-800伏的電壓,可以瞬間將獵物電暈或擊殺。生物傳遞信息需要依靠附著在細胞內部的正電和外表面的負電,由此會形成電位差。
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