Electrocutando una mosca de la fruta usando inducción magnética

Las funciones electrocardíacas son actividades de potencial químico puro sin campo magnético. Esto se debe a que el material es principalmente un aislante que describe todos los dieléctricos, con cierta constante dieléctrica, resistencia en serie efectiva, (ESR), constante constante dieléctrica que, por lo tanto, requiere Un cierto nivel de energía para activar sin daño.

El ESR es responsable de todo el calor en los condensadores, así como las quemaduras de la piel del ESR entre los electrodos y la función cardíaca.

Por lo tanto, el objetivo debe ser minimizar la ESR, que toma quizás 1000 veces (estimar) la energía en el tórax de un ser humano en comparación directamente con el músculo cardíaco en una cirugía. Por lo tanto, la atenuación es inevitable en los humanos, incluso con paletas grandes y grasa dieléctrica de alto k. Un problema similar existirá para usted en los insectos y se hará mucho más difícil por la pequeña superficie.

La inmersión en el dieléctrico ayudaría mucho pero posiblemente ahogaría al insecto. La sobretensión es una descomposición muy rápida y de gran amplitud debido a la baja ESR de la ionización interfacial y ESR * Ceq. para la capacitancia equivalente de la unidad de descarga y el objetivo combinados en paralelo.

La solución deseada es usar una capacitancia y voltaje de almacenamiento del tamaño adecuado, incluidos los cables a 50pf / m typ para par trenzado, pero usar un voltaje más alto que exceda el voltaje de ruptura (BDV) del caparazón .

La energía en cualquier capacitancia, incluido el modelo de dedo humano de 300pF, es E = 1 / 2CV ^ 2 en julios, faradas y voltios. Por lo tanto, un dedo a 10 kV de una alfombra de nailon con zapatas de neopreno formará un arco de 10 mm de un cable delgado con 300 pF, o sea E = 1/2 300e-12 * 1e4 ^ 2 = 15 mJ

Es posible que solo necesite 1kV con 1mJ para superar el BDV, desencadenar una función cardíaca o un fallo, y no producir proteínas fritas.

Los pulsos de microondas no son lo mismo que una descarga de capacitancia, ya que la capacitancia de almacenamiento tiende a ser demasiado alta para obtener un BDV alto suficiente. Aunque el horno de microondas de 1kW puede generar 10kV, es demasiada energía.

Sospecho que el BDV del insecto es quizás de 1 a 10 kV / mm (guesstimate) como madera húmeda (no seca) pero no mica o kapton, que tiene un kV / mm mucho mayor. Creo que el nivel de pH determinará lo más probable, las propiedades del material de caparazón BDV / mm ya que esto promueve la descarga parcial, un precursor temprano de BDV.

Consiga un generador de carga por fricción y haga un poco de tapa de película o una gama de mica de tapas pequeñas xxx pF para cargar hasta 1kV y luego realice pruebas en madera húmeda del mismo tamaño que el cuerpo de la mosca. Si el arco funciona ~ 1 mm, observe la respuesta y ajuste C o V para ajustar con precisión las fuerzas de un palillo y las cabezas de los electrodos para que se apliquen a los lados para ver si intentan girar con la corriente de impulso en 1 de nosotros. Los sensores R actuales se pueden usar en serie con una sonda de 10: 1 a través de R de 1 kV con 0,1 ohmios, pero la conexión a tierra y la punta de la sonda deben retirarse y cablearse directamente a la punta de la sonda y al cilindro. De lo contrario, sonará mal.

Eso es lo que yo haría. El proceso de carga podría realizarse de forma segura con algún asesor técnico.

  

De lo contrario, obtén una alfombra de Nylon a prueba de ESD y zapatos de neopreno y hazlo a la antigua. jajaja. No olvide las cabezas de las agujas y la grasa adecuada.

Imaginaría algo como esto para el "generador de RF":

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Lo hice con un interruptor de voltaje controlado en lugar de la chispa, por lo que sería simulable en CircuitLab para ti. Si abre el circuito, haga clic en [Simulación], luego en [Dominio de tiempo]. Establezca la hora de inicio en 113.2n, la hora de finalización en 113.7n y el paso de tiempo en 3p, le mostrará una estimación de la forma de onda de salida ... muchos picos espaciados de manera desigual (que dan lugar a toneladas de armónicos), seguidos de un amortiguado Onda sinusoidal de alrededor de 8 GHz.

Si conecta una fuente de alimentación de la antena ilustrada a un punto de alimentación de la guía de onda, entonces cualquier mosca de la fruta (o probablemente cualquier pequeño insecto) colocada dentro de cualquier parte de la guía de qave debería ser bastante fácil de dosificar con una cantidad letal de exposición a RF, IMHO!

NOTAS:

• La señal de reloj de 5MHz se eligió de manera bastante arbitraria, se podrían usar otras frecuencias, solo tendría que ajustar los devanados en el transformador de retorno de manera adecuada.
• D3 y R1 son para la protección de la fuente del reloj (simulaba algunos comentarios hostiles allí sin ellos).
• D1 y D2 convierten el transformador en un tipo de "retroceso", que me pareció el método más apropiado para este tipo de tensión para este circuito.

Dudo que puedas crear directamente un 'ataque al corazón' en esa estructura por un par de razones:

1. La estructura es probablemente demasiado pequeña para sostener una arritmia, asumiendo que las células son vagamente similares al músculo cardíaco de los mamíferos. La fibrilación ventricular depende de que el músculo cardíaco recircule la onda de despolarización. Esa estructura es tan pequeña que es poco probable que pueda crear una ola de reingreso.
2. El tejido responde a la densidad actual. Eso es lo que causa la despolarización muscular y el calentamiento del tejido. Sería muy difícil lograr un alto gradiente en el músculo cardíaco para causar despolarización sin obtener un alto gradiente en todas partes y cocinar la mosca. Es decir, será difícil obtener una gran diferencia en los gradientes para preservar la mosca y afectar el corazón.

¿Sabe cuál es el mecanismo específico de 'ataque cardíaco' para el proceso actual? Sería muy útil saber si está creando una arritmia o cauterizando los músculos.

Dicho esto, podría tener éxito aplicando un microelectrodo muy cerca de las células responsables de iniciar la contracción, si eso es lo que tienen las moscas de la fruta. El electrodo de retorno debe tener un área de superficie alta para que la densidad de corriente disminuya rápidamente con la distancia del electrodo pequeño. Un líquido conductor puede ser una buena opción. En ese tipo de configuración, podría restringir la zona cauterizada.

En un corazón humano, el nódulo sinoauricular es un pequeño grupo de células que inicia cada latido cardíaco. Si la mosca de la fruta tiene una estructura similar, una corriente aplicada muy cerca para cauterizar esas células podría detener la acción del corazón sin dañar demasiado otros tejidos. (Los mamíferos en realidad tienen una jerarquía de células marcapasos que tomarán el control progresivamente si fallan las células 'hasta la cadena'. Supongo que las moscas de la fruta no tienen ese tipo de sofisticación).

En cualquier caso, debes planear bastantes moscas cocidas mientras trabajas en los detalles. Buena suerte!