แมลงวันผลไม้ด้วยวิธีแม่เหล็กเหนี่ยวนำ

เรากำลังกระตุ้นให้เกิดอาการหัวใจวายในแมลงวันผลไม้เพื่อทดสอบผลของการรักษาต่าง ๆ ต่อการอยู่รอด เรากำลังถ่ายทำเพื่อให้อัตราการเอาตัวรอด 50% ในกลุ่มควบคุมของเรา

ฉันทำงานกับแล็บซึ่งกำลังศึกษาหน้าที่ของหัวใจในแมลง เราได้ชักนำให้เกิดภาวะหัวใจหยุดเต้นโดยใช้ขั้วไฟฟ้าที่ใช้กับด้านนอกของแมลงวันผลไม้ ปัญหานี้มีอยู่มากมายการแนบขั้วไฟฟ้าเป็นงานที่ต้องใช้ความเข้มข้นของกระดองเป็นฉนวนไฟฟ้าที่ดีและอื่น ๆ

ฉันเป็นคนใหม่ในห้องแล็บและถูกขอให้ตรวจสอบสถานการณ์เพื่อดูว่าฉันมีความคิดใด ๆ เกี่ยวกับวิธีที่พวกเขาสามารถปรับปรุงการจัดการการบินและปริมาณงานได้ ฉันมีความคิดว่าอาจวางแมลงวันไว้ในโซลินอยด์และกระตุ้นกระแสของเอ็ดดี้เพื่อทำให้พวกมันตกใจ

ฉันมีประสบการณ์ จำกัด ในการสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์แม้ว่าฉันจะมีความเข้าใจในระดับปริญญาตรีทางด้านฟิสิกส์รวมถึงแม่เหล็กไฟฟ้า

ฉันไม่รู้จริงๆว่าจะเริ่มจากตรงไหน ฉันคิดว่ากำลังมองหาโซลีนอยด์ออนไลน์หรืออาจจะเป็นยานยนต์คอยล์ก็ได้ วางผลไม้ไว้ในหลอดพลาสติกเล็ก ๆ ติดไว้ในแกนของขดลวดหลังจากที่ขดลวดทำงานอยู่ในปัจจุบันจากแบตเตอรี่รถยนต์ จากนั้นก็ถอดขั้วแบตเตอรี่ออกทันทีและปล่อยให้สนามแม่เหล็กยุบตัวลงเพื่อดูว่าเกิดอะไรขึ้นกับแมลงวันผลไม้

ฉันจะคิดว่ามันเป็นชัยชนะ ณ จุดนี้ถ้าฉันสามารถแสดงให้เห็นว่าเราสามารถทำให้แมลงวันผลไม้ตายโดยไม่ต้องปรุงมัน เราสามารถลดความเข้มของสนามแม่เหล็กที่เป็นระบบที่เรายุบโดยใช้แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าผ่านขดลวดจนกว่าเราจะได้สิ่งที่เป้าหมายของเราคือระดับการกระแทกที่สร้างอัตราการรอดชีวิต 50%

ฉันขอขอบคุณคำแนะนำใด ๆ เกี่ยวกับวิธีการแก้ไขปัญหานี้หรือแม้กระทั่งการวิจารณ์ว่าจะใช้งานได้หรือไม่ ฉันทำงานด้านอิเล็กทรอนิกส์ แต่ไม่ได้ทำอะไรมากในช่วงนั้น

นี่เป็นตัวอย่างของหลักการทางกายภาพที่ฉันกำลังพูดถึงแม้ว่าปัญหาที่เกิดขึ้นนั้นง่ายกว่าเนื่องจากเราต้องการความตกใจที่ทำให้เกิดการสะดุดครั้งเดียวและไม่มีปัญหาเรื่องการพกพา

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

ฟังก์ชั่นด้วยไฟฟ้าเป็นกิจกรรมทางเคมีบริสุทธิ์ที่ไม่มีสนามแม่เหล็กนี่เป็นเพราะวัสดุส่วนใหญ่เป็นฉนวนที่นำพาไดอิเล็กทริกทั้งหมดมาใช้กับค่าคงที่ไดอิเล็กทริกความต้านทานอนุกรมที่มีประสิทธิภาพ (ESR) เวลาคงที่ไดอิเล็กทริก ระดับเพื่อเปิดใช้งานโดยไม่มีความเสียหาย

ESR รับผิดชอบความร้อนทั้งหมดในตัวเก็บประจุเช่นเดียวกับผิวหนังที่ถูกเผาจาก ESR ระหว่างขั้วไฟฟ้าและการทำงานของหัวใจ

ดังนั้นวัตถุประสงค์จะต้องลด ESR ซึ่งอาจใช้เวลา 1,000 ครั้ง (คาดเดา) พลังงานบนหน้าอกของมนุษย์เมื่อเปรียบเทียบโดยตรงกับกล้ามเนื้อหัวใจในการผ่าตัด ดังนั้นการลดทอนสัญญาณจึงไม่สามารถหลีกเลี่ยงได้ในมนุษย์แม้จะมีใบพัดขนาดใหญ่และจาระบีอิเล็กทริกสูง ปัญหาที่คล้ายกันนี้จะเกิดขึ้นกับคุณในแมลงและทำยากขึ้นโดยพื้นที่ผิวเล็ก ๆ

การจุ่มในอิเล็กทริกจะช่วยได้อย่างมาก แต่อาจทำให้แมลงจมน้ำตาย ไฟกระชากเป็นแอมพลิจูดสูงสลายตัวเร็วมากเนื่องจาก ESR ต่ำของการแลกเปลี่ยนไอออนระหว่างไอออนและ ESR * Ceq สำหรับความจุ equiv ของหน่วยจ่ายและเป้าหมายรวมกันในแบบคู่ขนาน

วิธีการแก้ปัญหาที่ต้องการคือการใช้ความจุการจัดเก็บข้อมูลขนาดใหญ่ได้อย่างถูกต้องและแรงดันไฟฟ้ารวมทั้งสาย 50pf / m ทั่วไปสำหรับคู่บิด แต่ใช้แรงดันไฟฟ้าที่สูงขึ้นจะเกินแรงดันสลาย (BDV) ของกระดอง

พลังงานในความจุใด ๆ รวมถึงรุ่นมนุษย์นิ้ว 300pF คือ E = 1 / 2CV ^ 2 ใน Joules, Farads และ Volts ดังนั้นนิ้วที่ 10kV จากพรมไนลอนที่มีรองเท้า neoprene จะโค้ง 10 มม. จากเส้นลวดบาง ๆ ด้วย 300pF หรือ E = 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 mJ

คุณอาจต้องการเพียง 1kV กับ 1mJ เกิน BDV เรียกใช้ฟังก์ชันการเต้นของหัวใจหรือความล้มเหลวและไม่ทำโปรตีนทอด

พัลส์ไมโครเวฟไม่เหมือนกับการปล่อยประจุเนื่องจากความจุในการจัดเก็บมีแนวโน้มสูงเกินไปเพื่อให้ได้ BDV สูงเพียงพอ แม้ว่าเตาไมโครเวฟ 1kW สามารถสร้าง 10kV มันเป็นพลังงานมากเกินไป

ฉันสงสัยว่าแมลง BDV อาจจะ 1 ถึง 10 kV / mm (คาดเดา) เหมือนไม้ชื้น (ไม่แห้ง)แต่ไม่ใช่ mica หรือ kapton ซึ่งมี kV / mm สูงกว่ามาก ฉันเชื่อว่าระดับค่า pH จะกำหนดได้มากที่สุดคุณสมบัติของวัสดุกระดอง BDV / มม. เนื่องจากเป็นการส่งเสริมการปลดปล่อยบางส่วนซึ่งเป็นสารตั้งต้นของ BDV

เพื่อให้ได้เครื่องกำเนิดประจุแรงเสียดทานและสร้างหมวกขนาดเล็กหรือช่วงเล็ก ๆ ของไมแคปขนาดเล็ก xxx pF เพื่อชาร์จสูงสุด 1kV จากนั้นทดสอบบนไม้ชื้นขนาดเดียวกับที่บินได้ ถ้าอาร์คใช้งานได้ ~ 1 มม. ให้สังเกตการตอบสนองและปรับ C หรือ V เพื่อปรับแรงของไม้จิ้มฟันและหัวเข็มอิเล็กโทรดเพื่อใช้กับด้านข้างเพื่อดูว่ามันพยายามหมุนด้วยกระแสอิมพัลส์ในเราหรือไม่ ความรู้สึกในปัจจุบันของ R อาจใช้ในซีรีย์ที่มีโพรบ 10: 1 ทั่ว 1kV พิกัด R ที่มี 0.1 โอห์ม แต่จะต้องถอดสายดินและหัวโพรบออกและต่อเข้ากับโพรบปลายและกระบอก มิฉะนั้นมันจะดังขึ้นไม่ดี

นั่นคือสิ่งที่ฉันจะทำ กระบวนการคิดค่าธรรมเนียมสามารถทำได้อย่างปลอดภัยกับที่ปรึกษาด้านเทคนิค

ไม่งั้นจะได้พรมไนล่อนและรองเท้า Neoprene ที่ไม่มีการพิสูจน์ ESD และทำตามแบบสมัยเก่า ฮ่าฮ่าฮ่า อย่าลืมหัวเข็มและจาระบีที่เหมาะสม

ฉันจินตนาการบางอย่างเช่นนี้สำหรับ "เครื่องกำเนิด RF":

^{จำลองวงจรนี้ - แผนผังที่สร้างโดยใช้CircuitLab}

ฉันสร้างมันขึ้นมาพร้อมกับสวิตช์ควบคุมแรงดันไฟฟ้าแทนประกายไฟช่องว่างดังนั้นมันจึงจำลองได้ใน CircuitLab สำหรับคุณ หากคุณเปิดวงจรให้คลิก [การจำลองสถานการณ์] จากนั้น [เวลาโดเมน] ตั้งเวลาเริ่มต้นไว้ที่ 113.2n, เวลาสิ้นสุดที่ 113.7n และเวลาขั้นตอนเป็น 3p, มันจะแสดงการประมาณค่ารูปแบบของสัญญาณเอาท์พุต ... หนามแหลมจำนวนมากที่ไม่สม่ำเสมอ (ก่อให้เกิดเสียงประสานเป็นตัน), ตามด้วยความชื้น คลื่นไซน์ประมาณ 8GHz

หากคุณแนบฟีดจากเสาอากาศภาพประกอบไปยังท่อนำคลื่น feedpoint แล้วใด ๆ แมลงวันผลไม้ (หรือมีแนวโน้มใด ๆแมลงขนาดเล็ก) ไว้ในส่วนหนึ่งส่วนใดของ qaveguide ควรจะสวยง่ายต่อการใช้ยาที่มีปริมาณตายจากการสัมผัส RF, IMHO!

หมายเหตุ:

• สัญญาณนาฬิกา 5MHz ได้รับการคัดเลือกโดยพลการสามารถใช้ความถี่อื่น ๆ ได้คุณเพียงแค่ต้องปรับการพันขดลวดของหม้อแปลง flyback อย่างเหมาะสม
• ทั้ง D3 และ R1 นั้นมีไว้สำหรับป้องกันแหล่งสัญญาณนาฬิกา (กำลังจำลองข้อเสนอแนะที่ค่อนข้างไม่เป็นมิตรโดยไม่มีพวกมัน)
• D1 และ D2 เปลี่ยนหม้อแปลงให้เป็นประเภท "flyback" ซึ่งดูเหมือนจะเป็นวิธีที่เหมาะสมที่สุดสำหรับแรงดันไฟฟ้าประเภทนี้ที่เพิ่มขึ้นสำหรับฉันสำหรับวงจรนี้

ฉันสงสัยว่าคุณสามารถสร้าง 'หัวใจวาย' ในโครงสร้างนั้นโดยตรงด้วยเหตุผลสองประการ:

1. โครงสร้างอาจเล็กเกินไปที่จะรักษาจังหวะการเต้นของหัวใจโดยสมมติว่าเซลล์นั้นมีลักษณะคล้ายกล้ามเนื้อหัวใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ภาวะหัวใจห้องล่างขึ้นอยู่กับกล้ามเนื้อหัวใจไหลเวียนคลื่นสลับขั้ว โครงสร้างนั้นมีขนาดเล็กมากจึงไม่น่าจะสามารถสร้างคลื่นลูกใหม่ได้
2. เนื้อเยื่อตอบสนองต่อความหนาแน่นในปัจจุบัน นั่นคือสิ่งที่ทำให้เกิดการสลับขั้วของกล้ามเนื้อเช่นเดียวกับการให้ความร้อนเนื้อเยื่อ มันจะเป็นเรื่องยากมากที่จะได้รับการไล่ระดับสูงในกล้ามเนื้อหัวใจที่จะทำให้เกิดการสลับขั้วโดยไม่ต้องไล่ระดับสูงทุกที่และปรุงอาหารทันที นั่นคือมันจะยากที่จะได้รับความแตกต่างใหญ่ในการไล่ระดับสีเพื่อรักษาแมลงวันและส่งผลกระทบต่อหัวใจ

คุณรู้หรือไม่ว่ากลไกเฉพาะ 'หัวใจวาย' สำหรับกระบวนการปัจจุบันคืออะไร? มันจะมีประโยชน์มากหากคุณรู้ว่าคุณกำลังเต้นผิดปกติหรือมีการกัดกร่อนของกล้ามเนื้อ

ที่กล่าวว่าคุณอาจประสบความสำเร็จในการใช้ไมโครอิเล็กโทรดใกล้กับเซลล์ที่รับผิดชอบในการเริ่มต้นการหดตัวถ้านั่นคือสิ่งที่แมลงวันผลไม้มี อิเล็กโทรดกลับต้องมีพื้นที่ผิวสูงดังนั้นความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้าจะลดลงอย่างรวดเร็วด้วยระยะห่างจากอิเล็กโทรดขนาดเล็ก ของเหลวที่เป็นตัวนำไฟฟ้าอาจเป็นทางเลือกที่ดี ในการตั้งค่าแบบนั้นคุณสามารถ จำกัด โซนที่ได้รับการจดสิทธิบัตร

ในหัวใจมนุษย์โหนด sinoatrial เป็นเซลล์เล็ก ๆ ที่ก่อให้เกิดการเต้นของหัวใจทุกครั้ง หากแมลงวันผลไม้มีโครงสร้างที่คล้ายกันดังนั้นกระแสที่นำไปใช้ใกล้จะทำให้เซลล์เหล่านั้นแข็งตัวอาจหยุดการทำงานของหัวใจโดยไม่ทำลายเนื้อเยื่ออื่น ๆ มากเกินไป (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีลำดับขั้นของเซลล์ของเครื่องกระตุ้นหัวใจที่จะเข้ายึดครองอย่างต่อเนื่องถ้าเซลล์ 'ขึ้นโซ่' ล้มเหลวฉันเดาว่าแมลงวันผลไม้ไม่มีความซับซ้อนแบบนั้น)

ไม่ว่าในกรณีใด ๆ คุณควรวางแผนเกี่ยวกับแมลงวันที่ปรุงสุกแล้วสักสองสามตัวในขณะที่คุณทำรายละเอียด โชคดี!