Điện giật một con ruồi giấm bằng cảm ứng từ

Chúng tôi đang gây ra các cơn đau tim ở ruồi giấm để kiểm tra tác động của các phương pháp điều trị khác nhau đối với sự sống còn. Chúng tôi đang bắn cho tỷ lệ phục hồi sống sót khoảng 50% trong nhóm kiểm soát của chúng tôi.

Tôi làm việc với một phòng thí nghiệm đang nghiên cứu chức năng tim ở côn trùng. Chúng tôi đã gây ra ngừng tim bằng cách sử dụng các điện cực được áp dụng bên ngoài ruồi giấm. Điều này có rất nhiều vấn đề với nó, việc gắn các điện cực tốn nhiều công sức, carapace là một chất cách điện khá tốt, v.v.

Tôi mới đến phòng thí nghiệm và được yêu cầu xem xét tình hình để xem liệu tôi có ý tưởng nào về cách họ có thể cải thiện khả năng xử lý và thông lượng bay hay không. Tôi có ý tưởng có thể đặt Ruồi vào trong một cuộn điện từ và tạo ra dòng điện Eddy để gây sốc cho chúng.

Tôi có rất ít kinh nghiệm trong việc chế tạo các thiết bị điện tử mặc dù tôi có trình độ đại học khá về vật lý bao gồm cả điện từ.

Tôi thực sự không biết bắt đầu từ đâu. Tôi nghĩ rằng chỉ cần tìm kiếm solenoids trực tuyến hoặc có thể chỉ là một cuộn dây ô tô. Đặt trái cây bay bên trong một ống nhựa nhỏ. Dán nó vào lõi của cuộn dây sau khi cuộn dây đã chạy dòng điện từ pin xe hơi. Và sau đó đột nhiên ngắt kết nối các cực của pin và để từ trường sụp đổ để xem điều gì xảy ra với ruồi giấm.

Tôi sẽ coi đó là một chiến thắng vào thời điểm này nếu tôi có thể chỉ ra rằng chúng ta có thể khiến ruồi giấm chết mà không thực sự nấu nó. Chúng ta có thể hạ thấp một cách có hệ thống cường độ từ trường mà chúng ta thu gọn bằng cách sử dụng điện áp thấp hơn qua cuộn dây cho đến khi chúng ta có được Mục tiêu của mình, mức sốc tạo ra tỷ lệ sống sót khoảng 50%.

Tôi đánh giá cao bất kỳ lời khuyên nào về cách tiếp cận điều này hoặc thậm chí chỉ trích về việc nó có hoạt động hay không. Tôi là người có sở thích về điện tử nhưng chưa thực sự thực hiện giai đoạn đó chỉ là một số thứ cơ bản.

Đây là một ví dụ về nguyên tắc vật lý mà tôi đang nói đến, mặc dù vấn đề đơn giản hơn vì chúng tôi muốn một cú sốc đột phá duy nhất và không có vấn đề về tính di động.

https://www.google.com/patents/US5170784

Các chức năng của Electrocardiac là hoạt động tiềm năng hóa học thuần túy không có từ trường. Điều này là do vật liệu chủ yếu là chất cách điện khử tất cả các chất điện môi, với một số hằng số điện môi, điện trở hiệu dụng, (ESR), thời gian không đổi điện môi và do đó cần một năng lượng nhất định Cấp độ để kích hoạt mà không bị hư hại.

ESR chịu trách nhiệm cho tất cả nhiệt trong các tụ điện cũng như bỏng da từ ESR giữa các điện cực và chức năng tim.

Vì vậy, mục tiêu phải là giảm thiểu ESR, có thể mất 1000 lần (dự đoán) năng lượng trên ngực của con người so với trực tiếp trên cơ tim trong phẫu thuật. Do đó, sự suy giảm là không thể tránh khỏi ở người ngay cả với mái chèo lớn và mỡ điện môi k cao. Một vấn đề tương tự sẽ tồn tại đối với bạn trên côn trùng và làm cho khó khăn hơn nhiều bởi diện tích bề mặt nhỏ bé.

Việc ngâm trong chất điện môi sẽ giúp ích rất nhiều nhưng có thể làm chết côn trùng. Sự gia tăng là biên độ cao, phân rã rất nhanh do ESR thấp của sự ion hóa interacial và ESR * Ceq. cho điện dung tương đương của đơn vị phóng điện và mục tiêu kết hợp song song.

Giải pháp mong muốn là sử dụng điện dung và điện áp lưu trữ có kích thước phù hợp, bao gồm cả cáp ở mức 50pf / m cho cặp xoắn nhưng sử dụng điện áp cao hơn sẽ vượt quá điện áp đánh thủng (BDV) của carapace .

Năng lượng trong bất kỳ điện dung nào bao gồm mô hình ngón tay con người 300pF là E = 1 / 2CV ^ 2 trong Joules, Farads và Volts. Do đó, một ngón tay ở mức 10kV từ thảm nylon với giày cao su tổng hợp sẽ cách vòng 10 mm từ một sợi dây mỏng với 300pF hoặc hơn là E = 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 mJ

Bạn có thể chỉ cần 1kV với 1mJ để vượt quá BDV, kích hoạt chức năng tim hoặc thất bại và không tạo ra protein chiên.

Các xung vi sóng không giống như phóng điện dung, vì điện dung lưu trữ có xu hướng quá cao để có đủ BDV cao. Mặc dù lò vi sóng 1kW có thể tạo ra 10kV nhưng nó quá nhiều năng lượng.

Tôi nghi ngờ rằng côn trùng BDV có lẽ là 1 đến 10 kV / mm (guesstimate) giống như gỗ ẩm (không khô) nhưng không phải là mica hoặc kapton có kV / mm cao hơn nhiều. Tôi tin rằng mức độ pH sẽ xác định rất có thể, các đặc tính vật liệu carapace của BDV / mm vì điều này thúc đẩy sự phóng điện một phần, tiền thân sớm của BDV.

Vì vậy, hãy lấy một máy phát điện ma sát và tạo ra một số nắp phim nhỏ hoặc mica của các nắp nhỏ xxx pF để sạc tới 1kV sau đó thử nghiệm trên gỗ ẩm có cùng kích thước với thân ruồi. Nếu hồ quang hoạt động ~ 1mm thì phản ứng quan sát và điều chỉnh C hoặc V để tinh chỉnh các lực của tăm và đầu kim điện cực để áp vào bên để xem liệu nó có cố gắng quay với dòng xung trong 1 chúng tôi hay không. Cảm giác hiện tại của R có thể được sử dụng nối tiếp với đầu dò 10: 1 trên 1kV xếp hạng R với 0,1 ohm nhưng đầu dò và đầu dò phải được gỡ bỏ và nối dây trực tiếp với đầu dò và nòng súng. Nếu không nó sẽ đổ chuông xấu.

Bây giờ đó là những gì tôi sẽ làm. Quá trình tính phí có thể được thực hiện một cách an toàn với một số cố vấn công nghệ.

Nếu không, hãy lấy một tấm thảm nylon và giày Neoprene không bằng chứng và làm theo cách cũ. hahaha Đừng quên đầu kim và mỡ thích hợp.

Tôi sẽ hình dung một cái gì đó như thế này cho "máy phát RF":

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

Tôi đã tạo ra nó bằng một công tắc điều khiển điện áp thay cho khe hở tia lửa, vì vậy nó sẽ có thể mô phỏng trong CircuitLab cho bạn. Nếu bạn mở mạch, nhấp vào [Mô phỏng], sau đó [Miền thời gian]. Đặt Thời gian bắt đầu thành 113,2n, Thời gian kết thúc thành 113,7n và Bước thời gian thành 3p, nó sẽ hiển thị cho bạn một số ước tính về dạng sóng đầu ra ... rất nhiều các khoảng cách không đều nhau (tạo ra hàng tấn sóng hài), sau đó được làm ẩm sóng hình sin khoảng 8GHz.

Nếu bạn gắn một nguồn cấp dữ liệu từ ăng-ten minh họa vào điểm cấp dữ liệu của ống dẫn sóng, thì bất kỳ con ruồi giấm nào (hoặc có thể là bất kỳ côn trùng nhỏ nào ) được đặt bên trong bất kỳ phần nào của qaveguide đều rất dễ dàng với liều lượng phơi nhiễm RF gây chết người, IMHO!

GHI CHÚ:

• Tín hiệu xung nhịp 5 MHz được chọn khá tùy tiện, các tần số khác có thể được sử dụng, bạn chỉ cần điều chỉnh cuộn dây trên biến áp flyback một cách thích hợp.
• D3 và R1 đều để bảo vệ nguồn đồng hồ (đã mô phỏng một số phản hồi khá không thân thiện ở đó mà không có chúng).
• D1 và D2 ​​biến máy biến áp thành loại "flyback", có vẻ như là phương pháp thích hợp nhất cho loại điện áp này đối với tôi đối với mạch này.

Tôi nghi ngờ rằng bạn có thể trực tiếp tạo ra một 'cơn đau tim' trong cấu trúc đó vì một vài lý do:

1. Cấu trúc có lẽ quá nhỏ để duy trì rối loạn nhịp tim, giả sử các tế bào mơ hồ giống như cơ tim của động vật có vú. Rung tâm thất phụ thuộc vào cơ tim tuần hoàn sóng khử cực. Cấu trúc đó quá nhỏ nên khó có khả năng tạo ra một làn sóng tái nhập.
2. Mô đáp ứng với mật độ hiện tại. Đó là những gì gây ra khử cực cơ cũng như làm nóng mô. Sẽ rất khó để có được độ dốc cao trong cơ tim để gây khử cực mà không có độ dốc cao ở mọi nơi và nấu ruồi. Đó là, sẽ rất khó để có được một sự khác biệt lớn về độ dốc để bảo tồn ruồi và ảnh hưởng đến trái tim.

Bạn có biết cơ chế cụ thể của 'cơn đau tim' là gì đối với quá trình hiện tại không? Sẽ rất hữu ích để biết nếu bạn đang tạo ra một rối loạn nhịp tim hoặc làm tổn thương cơ bắp.

Điều đó nói rằng, bạn có thể thành công khi áp dụng một điện cực vi rất gần các tế bào chịu trách nhiệm bắt đầu sự co lại, nếu đó là những gì ruồi giấm có. Điện cực trở lại cần phải có diện tích bề mặt cao để mật độ dòng điện giảm nhanh với khoảng cách từ điện cực nhỏ. Một chất lỏng dẫn điện có thể là một lựa chọn tốt. Trong loại thiết lập đó, bạn có thể hạn chế vùng bị cắt.

Trong trái tim của con người, nút trung tâm là một nhóm nhỏ các tế bào khởi tạo mọi nhịp đập của trái tim. Nếu ruồi giấm có cấu trúc tương tự thì một dòng điện được áp dụng rất gần nó để làm tổn thương những tế bào đó có thể ngăn chặn hoạt động của tim mà không gây tổn hại quá nhiều đến các mô khác. (Động vật có vú thực sự có một hệ thống các tế bào tạo nhịp sẽ tiếp quản dần dần nếu các tế bào 'lên chuỗi' thất bại. Tôi đoán rằng ruồi giấm không có sự tinh vi như vậy.)

Trong mọi trường hợp, bạn nên lên kế hoạch cho một vài con ruồi đã nấu chín trong khi bạn đang tìm hiểu chi tiết. Chúc may mắn!