电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)

在两千多年前,人们就发现有会放电的鱼类,如电鳗、电鳐、电鲇、瞻星鱼等。电鳗在放电动物中最为常见(对我国不去水族馆的人来说它们都很少见)。

享有“水中高压线”美誉的电鳗,瞬时电压竟然能达到800多伏,比我们家庭用电的220V电压要大得多,简直让人惊掉下巴!享有极高知名度的电鳗,是怎么发电的?会不会电死自己?

电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)

生物电流

生物的细胞、组织和器官在活动的时候都可能会产生微弱的电流和电位,神经活动和肌肉运动时发生信息传递就会有电流产生,信息的传递靠细胞间动作电势完成,但是这些电流极其微弱,并且无法积聚,所以普通的生物我们并不能放电。

秋冬人体发生的静电是因为衣物和人大量摩擦,冬天空气干燥,静电更容易发生,但并不是我们能够放电。

电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)

电鳗的结构

电鳗改变了自身的某些肌肉细胞,它们不同于普通细胞,称为“发电细胞”,组成发电器官,位于身体后部的两侧肌肉组织内,能放电的肌肉组织能占到电鳗身体的80%。

电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)电鳗拥有成千上万的发电细胞,这些细胞内电解质的浓度发生变化的时候会产生一种懈怠电荷的离子流,每个细胞都像一个小小的电池,单独的一个细胞只能产生微弱的电压,但是发电器官内成千上万的发电细胞好比是无数串联在一起电池,通过串联可以将电压累积在一起,从而产生很高的电压。

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电鳗放电能力

前天《自然》杂志新发表的一篇文章,科学家发现了新的电鳗物种,能产生高达860V的电压,以往发现的电鳗物种,放电能力通常在300V-800V之间,这次发现的名为Electrophorus voltai

是目前为止放电量最大的,远高于以往测量到的电鳗,不愧是“水中高压线”。

电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)

物理课上,36V以下的电压是安全电压,高于36V的就有可能对人造成伤害了,而电鳗放电能力普遍都高于了我们家用电器220V的电压。

放电的作用

作为鱼类的电鳗,它的身体柔软,牙齿也不锋利,而放电成为它们最有效的捕食方法。

电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)

放电捕食:电鳗通常生活在泥泞的浑水中,它们的视力退化,在浑水中本也难看清什么,电鳗利用自己体内的电流,电流如雷达一般,是它们的探测器,利用微弱的电流去“观看”周围环境,寻找猎物。当电鳗发现猎物后,它们会放电进击晕猎物,也还会藏匿自己,远程放电去攻击并诱导猎物。

电鳗会电到自己吗?

电鳗之所以能够利用放电进行捕猎,是因为江河湖海水是电的良导体,而电鳗自身也在水中,但它并不会电到自己。

电鳗体内所有重要的器官以及放电器官两侧,都被绝缘性很高的结构包裹住了,它们在水中放电的时候,电流是通过水传播,自身好比是包裹防电层的,所以不会电到自己。

电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)

但是一旦它受伤,如果身体两侧的绝缘结构同时受损,它自己放电的时候就好比裸露的两根电线,那么放电的时候就也会电到自己。

同时如果电鳗不是在水中,而是在空气中放电,空气可以说是很难导电的,这时候空气的电阻会远高于电鳗自身的绝缘层,那么它在空气中放电就也会电到自己。

电鳗仿生

17年12月的《自然》杂志上一篇文章介绍了一种模仿电鳗而造的电源,这种电源可以为心脏起搏器等身体内的电子设备供电。研究人员通过研究电鳗发电细胞如何产生强大电流,利用水凝胶,模拟电鳗的发电细胞解剖结构,然后将2500个左右类似结构组合在一起,组成一个能够产生110V电压的灵活且透明的电源。

电鳗为什么会放电(两只电鳗会电死对方吗)

但因为电鳗的发电细胞这样的自然产物更薄,电阻更小,这个仿生电池的总输出功率还比不上电鳗的放电能力,但未来,也许人能造出更厉害的设备。

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