Cá chình điện: Nguồn cảm hứng cho loại pin điện đầu tiên trên thế giới

Ngày nay, các nhà khoa học vẫn cần mẫn khám phá cách thức phóng điện đầy tinh vi của loài cá này để tạo ra một thiết bị điện tương thích với cơ thể sống.

cá chình điện
Cá chình điện vẫn là nguồn cảm hứng cho các nhà khoa học. Ảnh: cont

Nhà vật lý người Ý Alessandro Volta đã vận dụng các nguyên tắc điện hóa để phát minh ra loại pin đầu tiên vào năm 1800. Kể từ đó, các nhà khoa học đã có những cải tiến mới, nhưng pin hiện đại nhìn chung vẫn dựa trên nguyên tắc tương tự như của Volta: ghép nối các vật liệu với nhau có thể tạo ra phản ứng điện hóa và tận dụng các electron được hình thành từ đó để tạo ra công suất điện.

Trên thực tế, từ trước khi con người sử dụng pin nhân tạo, các loài cá điện, chẳng hạn như cá đuối điện (Torpediniformes) của Địa Trung Hải và đặc biệt là các loại cá chình điện nước ngọt của Nam Mỹ (bộ Gymnotiformes) đều có khả năng phóng điện. Những con cá điện là nguồn cảm hứng để Volta tiến hành những nghiên cứu ban đầu về pin.

pin volta

Các nhà khoa học hiện đại giờ đây đã chứng minh cá chình sử dụng cách tiếp cận tương tự như cách các tế bào thần kinh của chúng ta tạo ra xung điện, nhưng ở quy mô lớn hơn nhiều.

Các tế bào chuyên biệt trong cơ quan điện của cá chình bơm các ion qua màng bán thấm để tạo ra sự chênh lệch điện tích giữa bên trong và bên ngoài màng. Khi các “cổng” cực nhỏ trong màng mở ra, các ion chảy nhanh từ bên này sang bên kia của màng, tạo ra dòng điện. Cá chình có thể đồng thời mở tất cả các “cổng” màng của nó theo ý muốn để tạo ra một luồng điện cực lớn, sau đó phóng vào con mồi.

Cá chình điện không giật chết con mồi; chúng chỉ gây choáng bằng điện trước khi tấn công. Một con cá có thể tạo ra hàng trăm volt điện (ổ cắm điện gia dụng ở Mỹ là 110 volt), nhưng điện áp của con cá không đủ để duy trì dòng điện (cường độ dòng điện) một thời gian đủ dài để giết chết các sinh vật. Mỗi xung điện từ một con cá chình chỉ kéo dài vài phần nghìn giây và có cường độ ít hơn 1 ampe. Nó chỉ tương đương 5% cường độ dòng điện trong gia đình.

Điều này tương tự như cách thức hoạt động của hàng rào điện, phát ra các xung điện cao áp trong thời gian rất ngắn với cường độ dòng điện rất thấp. Do đó, chúng gây sốc nhưng không đủ để làm chết gấu hoặc những loài động vật khác cố gắng vượt hàng rào. Nó cũng tương tự như súng điện Taser hiện đại, vận hành bằng cách nhanh chóng phát ra một xung điện áp cực cao (khoảng 50.000 volt) mang cường độ dòng điện rất thấp (chỉ vài miliampe).

Khoa học và Phát triển
Đăng ngày 15/05/2022
Hà Trang tổng hợp
Khoa học
Bình luận
avatar

Sử dụng bột đậu tương lên men bằng Monascus purpureus M-32 cho tôm thẻ

Bột đậu nành (SBM), một loại nguyên liệu thay thế bột cá, được coi là nguồn protein thích hợp cho thức ăn thủy sản nhờ hàm lượng protein tương đối cao, hàm lượng axit amin cân bằng và nguồn cung cấp ổn định.

Bột đậu tương
• 12:00 16/07/2024

Vi khuẩn tím: Triển vọng cho ngành thức ăn thủy sản

Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Kyoto, có một loại vi khuẩn quang hợp màu tím, chỉ cần không khí và ánh sáng mặt trời để phát triển. Hơn thế, chúng còn có khả năng sản xuất nguồn thức ăn thủy sản chất lượng cao cho cá nuôi.

Vi khuẩn tôm
• 10:42 16/07/2024

Ulvan có tác dụng như thế nào với tôm thẻ chân trắng

Ulvan, một polysaccharide sunfat có trong thành tế bào của rong xanh thuộc chi Ulvale, có liên quan chặt chẽ với sự phát triển của tảo ở vùng nước ven biển và đầm phá đang trải qua quá trình phú dưỡng (Fletcher, 1996).

Tôm thẻ chân trắng
• 12:00 15/07/2024

Ứng dụng thực tế của prebiotic trong nuôi trồng thủy sản

Prebiotic hiện đang trở thành những nghiên cứu quan trọng, nổi lên vài năm gần đây trong ngành thủy sản, nhằm đáp ứng nhu cầu ngày càng cao về tính an toàn, bền vững và không sử dụng kháng sinh trong nuôi tôm cá. Bài viết cung cấp cái nhìn sâu rộng về cơ chế hoạt động, lợi ích và ứng dụng thực tế của prebiotic trong nuôi trồng thủy sản.

Prebiotic
• 10:42 09/07/2024

Cá sấu hỏa tiễn - Loài cá săn mồi cực đỉnh

Tại Việt Nam, loài cá này được du nhập từ năm 2000 để phục vụ cho những người đam mê cá cảnh. Tuy nhiên, loài cá này lại tiềm ẩn không ít nguy cơ gây hại cho môi trường lẫn con người.

Cá sấu hỏa tiễn
• 14:42 22/09/2024

Lợi ích từ axit hữu cơ và muối của axit hữu cơ mang lại cho tôm

Các nhà khoa học đã chứng mình rằng axit hữu cơ rất quan trọng đối với một số vật nuôi, trong đó có tôm. Với nên tảng công nghệ phát triển như hiện nay, việc đưa axit hữu cơ vào thức ăn giúp kích thích sự tăng trưởng cho tôm đã trở nên dễ dàng hơn. Hôm nay cùng Tép Bạc đi sâu vào các lợi ích mà acid hữu cơ mang lại nhé!

Tôm thẻ chân trắng
• 14:42 22/09/2024

Tại sao nên bổ sung vi sinh có lợi cho ao nuôi thủy sản?

Ngày nay vi sinh đã trở nên phổ biến hơn với người nuôi ngành thủy sản. Với quy tốc độ phát triển như hiện nay, tình hình dịch bệnh diễn biến có phần phức tạp hơn. Vì vậy, việc bổ sung các loại vi sinh có lợi là điều rất cần thiết để hỗ trợ ao nuôi, tránh các tổn thất không đáng có.

Vi sinh
• 14:42 22/09/2024

Cùng nhà Tép đến với Festival tôm Cà Mau 2023

Festival Tôm Cà Mau và Diễn đàn kết nối sản phẩm OCOP Đồng bằng sông Cửu Long năm 2023 là sự kiện vô cùng hấp dẫn, có quy mô cấp khu vực. Nổi bật nhất trong các hoạt động khuôn khổ của chương trình, phải kể đến chương trình trưng bày gian hàng về thiết bị và sản phẩm về tôm.

Tép Bạc
• 14:42 22/09/2024

Các loài cây gây hại trong ao tôm cần loại bỏ ngay lập tức

Có một số loài cây gây hại trong ao tôm cần loại bỏ ngay lập tức. Các loài cây này có thể cạnh tranh với tôm cho oxy, thức ăn và ánh sáng. Chúng cũng có thể là nơi trú ngụ của các loài ký sinh trùng và bệnh tật.

Các loài cây gây hại cho ao nuôi
• 14:42 22/09/2024
Some text some message..