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窦房结总是每隔不到一秒钟的时间发出一次电脉冲,从而引起心脏的一次收缩。
如果窦房结损坏,或者心电的传导系统发生障碍,心脏就不能正常工作了。
心脏起搏器就是模仿窦房结的工作原理制成的,它每分钟发出70次左右的电脉冲,通过电极去刺激心脏,引起心脏的收缩。
这样心脏起搏器就代替了窦房结,启动心脏工作。
电子学家也早已对生物电发生兴趣,他们想从神经细胞和神经网络中学到一些新的知识,以便设计出更加精巧的电子元件和电子线路。
电子计算机的设计人员更是对人脑这部思维机器佩服得五体投地,他们多么想了解大脑的秘密,从而制造出类似于人脑那样的“电子脑”
。
植物电极
科学家们发现,植物在进行光合作用的时候,同样会产生电。
几乎所有植物都可以利用水分和二氧化碳做原料,利用日光的能量,来制作淀粉等养分,这就是光合作用。
在进行光合作用时,植物首先用叶绿素吸光,以太阳能来分解水。
水是由氢和氧组成的,水分解时,除了产生氢和氧之外,还要飞出电子,电子带负电荷,在水分解之前,它藏在氢和氧原子中间。
为了制造出植物生活所需的养分,电子要在叶绿体内消耗掉,但是,如果将它提取出来就能得到电能。
植物的光合作用是其生存的一种基本生理机能,所以植物能够比较稳定地产生电。
因此,科学家们设想利用植物的光合作用来发电。
日本岛根大学的落合英夫最早进行了植物发电的实验。
他选用菠菜做材料,先把菠菜叶搅碎,大约搅拌10秒钟,这样叶绿体就暴露出来,容易提取电子了。
然后,把碎菠菜叶薄薄地摊在氧化锡薄板上,为了避免脱落,涂上一层透明的聚乙烯醇,像胶一样把它固定住,发电装置就制成了。
光合作用需要水,但是纯净的水不易导电,只要在水中溶解一些其他物质形成电解液,就能导电了。
这种发电装置虽然发电量甚微,但只要有光就能得到电流,而且不消耗任何燃料,因此这项发明具有深远的意义。
只是菠菜的叶绿体既怕光又怕热。
这种发光装置虽然能发电,但水温一达到45℃,只要10分钟左右电流就减弱了,再过上一两个小时就接近于零了。
由于日光照射而使水温达到几十度是经常性的事,因此,采用菠菜的发电装置没有实用价值。
而且,菠菜每个叶细胞中有几十个以至几百个叶绿体。
叶绿体怕氧气,本来叶绿体包在菠菜的细胞之中,不会直接接触到氧气。
为了抽出电子,菠菜的细胞膜遭到破坏,叶绿体立刻会受到氧气的强烈刺激,因而菠菜发电装置很快就失效。
因此,专家们到处寻找耐热、耐光而又不怕氧气的叶绿体。
结果,在日本岛根大学附近的松江温泉内找到了一种藻类。
这种藻是一种低级的藻类,叫作蓝藻。
它生活在水温为40~50℃的温泉水中。
它的结构简单,微小的细胞像线一样连在一起,粗细只有1~2微米,肉眼难以发现,几根聚集在一起才像一团线头那么大。
把它培养在打来的温泉水中,只要有阳光并保持适当的温度,即使不加入任何养分也能很快繁殖增加。
把蓝藻用细纱布过滤一下,再放到离心分离机上去掉水分,就可以得到半干的蓝藻,将它薄薄地涂在氧化锡板上,用一种琼脂加以固定,就制成了一个阴极。
蓝藻电极比菠菜电极制作方便,而且蓝藻的细胞没遭到破坏,依然是活的,所以可以长期使用。
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