Welche biologischen elektrischen Isolatoren können als natürliche stromfeste Handschuhe verwendet werden?

Ich möchte eine Spezies schaffen, die stromführende elektrische Drähte mit bloßen Händen greifen und handhaben kann und A-OK ist.

Was sind einige natürliche biologische elektrische Isolatoren, die das können?

  1. bedecke ihre Hände gründlich,
  2. behindern sie vorzugsweise nicht zu sehr (dh so viel Bewegungsbereich wie möglich) und
  3. durch einen biologischen Prozess nachgewachsen werden, der im Rahmen der erdbasierten Biochemie möglich ist?
Denken Sie daran, dass Ihre Hände (durch Handschuhe geschützt) nicht der einzige Isolator sind, wenn Sie nur EINEN stromführenden Draht berühren. Elektrische Anschlüsse haben 2 Seiten. Eine barfüßige Spezies ist anfälliger als Spezies mit Hufen, wie Rinder oder - zweibeinig - ein Teufel. Sie braucht keine Handschuhe, die Hufe werden eine ausreichende Isolierung sein und das Tier nicht mit der Erde verbinden. Ihr Szenario beinhaltet immer das Berühren von ZWEI stromführenden Drähten mit beiden Händen?
Sie sagen "stromführende elektrische Leitungen". Bitte definieren Sie, in welcher Größenordnung die Spannung an den „stromführenden Leitungen“ anliegt. Es gibt einen wesentlichen Unterschied zwischen den Spannungen, die unter verschiedenen Umständen verwendet werden. Sprechen Sie von "stromführenden elektrischen Drähten", wie Sie sie in einem Stück Unterhaltungselektronik finden würden? in den Kabeln in einem Wohnhaus (wo auf der Welt, da es unterschiedlich ist)? in den Übertragungsleitungen, die in Nachbarschaften verwendet werden? in Übertragungsleitungen für große/lange Entfernungen?
@Makyen Zwischen Wohnhausspannung und 500 Volt.
@Makyen Außerdem gibt es einen Unterschied zwischen Wechselstrom und Gleichstrom. Da ac zweimal pro Zyklus durch 'Null' geht, gibt es zwei Chancen pro Zyklus für Reflexe zu wirken. Gleichspannungen sind normalerweise gefährlicher für Lebewesen. Außerdem neigt Wechselstrom dazu, "auf der Oberfläche zu reiten", während Gleichstrom sich gleichmäßig durch den Leiter ausbreitet. Aus diesem Grund sind Hochfrequenz-Wechselstromkabel (Lautsprecherkabel) normalerweise feindrähtig. - viel mehr Oberfläche.
Die Isolierung für Hausspannung und 500 Volt ist „kinderleicht“. Stellen Sie sich vor, eine dünne Schicht Isolierband isoliert 500 Volt. Die Hochspannungskabel, die die Transformatoren in Wohngebieten versorgen (das oberste Kabel an Wohnmasten), haben mehr als 10 kV, und das ist das Kabel, das Eichhörnchen tötet. Die Drähte, die in Zäunen verwendet werden, um das Vieh am Umherwandern zu hindern, verwenden Tausende von Volt, und sie erschüttern nur.

Antworten (5)

Keratin ist bereits in der Lage, ein elektrischer Isolator zu sein. Die richtigen Arten von Haaren/Fell und Nägeln/Klauen könnten das Greifen von stromführenden Leitern ermöglichen. Es ist durchaus plausibel, dass auch entsprechend trockene, dicke Haut (wie eine große Hornhaut) hier funktionieren könnte ... vielleicht könnte man sich sogar eine Art natürliches Leder vorstellen, bei dem Drüsen härtende und konservierende Chemikalien absondern, die in die benötigten Körperstellen eingerieben werden superhart sein.

Ein elektrischer Strom mit den richtigen Parametern kann immer noch gefährlich sein (Hochspannung, Hochfrequenz, wie Sie ihn vielleicht bei einer großen Radioantenne finden), aber im Allgemeinen sollten die richtigen haarigen, schuppigen oder ledrigen Pfoten in Ordnung sein.

Wenn Sie sich ein wenig vom Königreich Animalia entfernen möchten, denken Sie daran, dass Latex eine völlig natürliche Chemikalie ist und Gummi eindeutig isolierend ist.

Siehe Antwort von A Rogue Ant bezüglich Latex. Die Verwendung als Isolator ist nicht ganz einfach. Die Gummistränge müssen von ihrer Proteinhülle „befreit“ werden, bevor sie durch Koagulation eine wirksame Barriere bilden können. Es gibt Bakterien, die es auf natürliche Weise koagulieren, aber das dauert Stunden, wenn nicht Tage.

Natürliches Gummi.

Ich beziehe mich nicht nur auf Latex aus den indischen oder kongolesischen Versionen des Baums, der traditionell Rohkautschuk liefert, sondern die bescheidene Löwenzahnwurzel enthält eine verarbeitbare Form.

Seit der Entdeckung der Elektrizität als elektrischer Isolator (Gummihandschuhe etc.) verwendet, kann unter idealen Bedingungen eine Durchschlagspannung von 22 - 40 kV pro mm Dicke erwartet werden (etwa 450 - 700 kV pro Zoll).

Tauchen Sie einfach Ihre Hände in die Flüssigkeit und warten Sie, bis die klebrige weiße Flüssigkeit klar getrocknet ist.

Hinweis: Nach einer Diskussion in den Kommentaren habe ich etwas weiter nachgesehen und bin zu dem Schluss gekommen, dass die Vulkanisation des Gummis zwar für bessere mechanische Eigenschaften vorzuziehen sein könnte, wenn sie mit kurzen Schwefelliganden erreicht wird, sich aber ehrlich gesagt nicht der Mühe der Verarbeitung lohnt - Rohlatex wird gut tun. (Stellen Sie sicher, dass Sie so viele Schichten auftragen, wie für eine gleichmäßige Abdeckung sorgen, und trocknen Sie sie gründlich, bevor Sie sie mit HT-Quellen verwenden).

(Tragen Sie eventuell Talkumpuder auf die letzte Schicht auf, um ein Verklumpen der Finger zu vermeiden).

Naturlatex muss vulkanisiert – in lange Polymere umgewandelt – werden, bevor es seine „Gummi“-Eigenschaften erhält. Sie bräuchten einen Hinweis, um zu unterstützen, dass natürlicher, unverarbeiteter Latex, "Ihre Hand in die Flüssigkeit tauchen", als Isolator wirken würde. meridian.allenpress.com/rct/article-abstract/16/2/318/86777/…
Vielleicht haben Sie dort nur einen Punkt, ich bin mir nicht sicher, wie man Gummi vulkanisiert, außer bei hohen Temperaturen, was es schwierig machen würde, nur die Hand einzutauchen, wie ich es angegeben habe. Ich werde darüber nachdenken und sehen, ob ich eine vernünftige Bearbeitung finden kann, die dies berücksichtigt. (Wenn ich keinen Hinweis finden kann, dass ausgehärteter Rohlatex gut genug ist). @JustinThymetheSecond
Wasserstoffperoxid unter bestimmten Bedingungen mit dem richtigen Katalysator. rubbertech.wordpress.com/2013/07/26/peroxide-vulcanisation Ich habe dies in einer Antwort auf eine andere Frage zur Erzeugung gummiartiger Narben bei Kreaturen verwendet.
Das ist falsch. Die Vulkanisation ist ein anderer Prozess als die Koagulation, die flüssigen Latex in festen Kautschuk verwandelt. Latex polymerisiert und härtet zu Gummi aus, wenn es einfach der Luft ausgesetzt wird (ein Wundheilungsmechanismus für die Pflanzen, die es produzieren), die Vulkanisation fügt Querverbindungen zwischen den Molekülketten hinzu, die den festen Gummi weiter stabilisieren und seine mechanischen Eigenschaften verändern.
Nur bei kalten Temperaturen wo Rohgummi aushärtet. Die Vulkanisation macht es fester, elastischer, haltbarer und erweitert seinen nutzbaren Temperaturbereich. Gummiartikel werden typischerweise im unvulkanisierten Zustand geformt und dann vulkanisiert, damit sie diese Form behalten. Fertigprodukte werden heute fast immer vulkanisiert, aber Gummi wurde schon lange vor der Entwicklung des Verfahrens durch Goodyear verwendet.
Erster Schritt, das Koagulieren von Latex „löst“ es von seiner Proteinmembran, wodurch das Gummi große Klumpen bilden kann. Diese zeigen einige der Eigenschaften von Gummi, außer in erster Linie seine Elastizität. Diese Substanz kann Oberflächen beschichten und wird fest, aber dehnt sich nicht aus; und zurück'. Bakterien können Latex koagulieren. chem2u.blogspot.com/2011/08/coagulation-of-latex.html
Schritt zwei: Vernetzen Sie die einzelnen Gummipolymere, sodass sie zu 3D-Klumpen und nicht zu 2D-Strängen werden. Dieser Vorgang wird „Vulkanisieren“ genannt. Die Querverbindungen ermöglichen es den Gummisträngen, sich zu dehnen und dann in ihre ursprüngliche Form zurückzukehren. sciencedirect.com/topics/chemistry/vulcanization Dies muss nicht mit Schwefel und Hitze erfolgen, Gummi kann bei Raumtemperatur mit Peroxiden ausgehärtet werden. researchgate.net/publikation/…
Aus Löwenzahn kann man tatsächlich einen glaubwürdigen Latexkautschuk machen. researchgate.net/publikation/…

Dies ist eine Rahmenherausforderung.

Die Antwort wäre so ziemlich jedes Tier, das jemals existiert hat, und jede Haut, die jemals auf einem Tier existiert hat.

Elektriker verwenden beispielsweise Lederhandschuhe, wenn sie mit Hochspannungskabeln hantieren. Das Fell der Tiere. Ein ausgezeichneter Isolator.

Haut selbst hat eine sehr hohe elektrische Isolierfähigkeit, einen sehr hohen Widerstand. Es sind die Poren in der Haut, mit Schweiß und dergleichen, die die Leiter sind.

Außerdem ist das Berühren von elektrischen Drähten mit sehr hoher Spannung nie ein Problem. Eichhörnchen und Vögel tun es die ganze Zeit. Elektriker handhaben stromführende Leitungen mit Tausenden von Volt Potentialunterschied. Gefährlich ist es nur, wenn man AUCH etwas anderes berührt, das den Weg vervollständigt. Eine Erdung zum Beispiel. Wenn es keinen vollständigen Pfad gibt, fließt kein Strom, und es ist der Stromfluss, der tötet, nicht die Spannung.

Im Grunde genommen kann also JEDE Spezies "stromführende elektrische Drähte mit bloßen Händen greifen und handhaben und ist A-OK".

Leder ist GETROCKNETE Haut, nasses Leder ist ein schrecklicher Isolator.
@John Der elektrische Widerstand der menschlichen Haut beträgt über 100.000 Ohm.
was nur wenig höher ist als der Widerstand von Wasser.
@John Reines Wasser, reines H2O, ist fast ein perfekter Isolator. Es gibt fast keine Stromträger, alles ist so fest gebunden. Es hat fast keine Leitfähigkeit. Es sind die Verunreinigungen im Wasser, die es leiten lassen. Bevor man Wasser per Elektrolyse praktisch in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen kann, müssen Verunreinigungen hinzugefügt werden.
kein reines Wasser, Leitungswasser. es hat ungefähr den gleichen widerstand wie klatschnasses holz, das den strom gut genug leitet, um schöne muster einzubrennen. Wenn die Haut ein guter Isolator wäre, könnten die Leute problemlos stromführende blanke Hauskabel greifen.
@John Ich habe häufig an Live-110-V-Wechselstromkreisen gearbeitet. Habe sogar ein paar mal den Boden berührt. Kein Problem. 500 Volt werden jedoch autsch. Es gibt viele Leute, die aufgrund fehlerhafter Erdung in fehlerhaften Geräten 110-V-Stromkreise berührt haben und es nie wussten. Einer meiner erwachsenen Schüler hatte jahrelang einen defekten Trockner, berührte ihn ständig und wusste es nie, bis er den Schrank mit einem Voltmeter gegen Masse testete. Er war schockiert von der Enthüllung, nicht von der Strömung. Das eigentliche Problem tritt auf, wenn sie in einer Badewanne sind und blanke Drähte berühren. Das tut weh.
eine Badewanne, meinen Sie eine Situation, in der Schuhe nicht isolieren.

Einige Öle werden als Isolator in elektrischen Geräten verwendet. Daher ist der nächste Kandidat, den ich mir vorstellen kann, Fett:

  • es ist wasserabweisend und reduziert somit die Möglichkeit, freie Ionen zu haben
  • es kann ganz einfach angebaut werden (fragen Sie jeden Bewohner der 1. Welt)

Natürlich kann es immer noch einem elektrischen Durchschlag ausgesetzt sein, daher muss seine Dicke angemessen sein

WAHR. „Elektrische Leitfähigkeit: Die elektrische Leitfähigkeit von Lipiden ist viel kleiner als die von wässrigen Substanzen, daher nimmt die Leitfähigkeit eines Lebensmittels mit zunehmender Lipidkonzentration ab. Messungen der elektrischen Gesamtleitfähigkeit von Lebensmitteln können daher zur Bestimmung des Fettgehalts verwendet werden.“ people.umass.edu/~mcclemen/581Lipids.html
Anscheinend ist die Leitfähigkeit umso geringer, je stärker das Fett „polymerisiert“ ist (längere Ketten). Allerdings müsste man Blutgefäße, Lymphsystem, Muskelgewebe und Nerven aus der Fettschicht heraushalten.

Also einigeTiere schaffen es jeden Tag, sich ohne besonderen Schutz auf Hochspannungsleitungen niederzulassen. Es hat weniger damit zu tun, wie geschützt sie sind (überhaupt nicht), als vielmehr mit der Tatsache, dass sie nur einen Leiter berühren. Ich werde kein Bild davon zeigen, was passiert, wenn ein größeres Tier dies versucht und 2 Hochspannungsdrähte gleichzeitig berührt, es genügt zu sagen, dass das Tier sofort sterben und wahrscheinlich die Stromversorgung auf ein paar Blöcke ausschalten wird. Aber selbst wenn sie diese Schutzausrüstung tragen und zwei Leiter berühren würden, würde das passieren. Hochspannung ist ein mächtiges, unheimliches Zeug. Das Erhöhen des Widerstands Ihres Körpers von einigen hundert Ohm auf beispielsweise 1 Megaohm wird keinen Unterschied machen, wenn die Isolatoren einen Widerstand von beispielsweise 10 Megaohm haben. Sie wären immer noch der Weg des geringsten Widerstands, also würden Sie den elektrischen Strom tragen können.

Für den Umgang mit Niederspannungskabeln tut dies im Grunde jeder Elektriker irgendwann, wenn auch nur aus Versehen. Die Ergebnisse variieren je nach Weg, den es durch Ihren Körper nimmt – zum Beispiel bedeutet das Hineingehen in eine Hand und das Herausziehen der anderen, dass die Spannung durch Ihr Herz wandert und es möglicherweise stoppt. Aber wenn es in Ihre Hand eindringt und am Ellbogen austritt, bekommen Sie stattdessen nur einen verbrannten Arm.

Die viel klügere Vorgehensweise, als eine biologische Anpassung daran zu entwickeln, besteht darin, den Umgang mit stromführenden Drähten einzustellen :) Schalten Sie einfach das Gerät aus und reparieren Sie es sicher.

Diese Vögel werden nicht verdampft.

Eine Klarstellung – „…du wärst immer noch der Weg des geringsten Widerstands“, ein verbreiteter, aber gefährlicher Mythos. Strom folgt NICHT dem Weg des geringsten Widerstands. Es folgt ALLEN Pfaden, aber umgekehrt proportional zum Widerstand. Je niedriger der Widerstand, desto höher der Strom bei gleicher Spannung. Aber es folgt auch immer noch einem Weg des hohen Widerstands.
"... macht keinen Unterschied, wenn die Isolatoren einen Widerstand von 10 Megaohm haben." Der Wert der Isolatoren spielt absolut keine Rolle. Es ist IMMER 'Strom = Spannung/Widerstand', egal wie hoch der Widerstand an anderer Stelle im Stromkreis ist.
"Aber wenn es in deine Hand eindringt und am Ellbogen wieder austritt, bekommst du stattdessen nur einen verbrannten Arm." Nein, du wirst dich NICHT verbrennen. Bei normalen Haushaltsspannungen werden Sie höchstens ein Kribbeln spüren. Menschen wurden von Blitzen mit Tausenden von Kilovolt getroffen und hatten keinen Makel. In den meisten Fällen ist der Tod durch Stromschlag der Tod durch Ersticken – die Person hört auf zu atmen; oder durch Herzinfarkt - das Herz gerät in Flimmern; kein körperlicher Schaden.
Wie auch immer Sie die Änderung im Kreislauf artikulieren möchten, am Ende fügen Sie einen biologischen Leiter parallel zu einem Teil des Kreislaufs hinzu. Ob Sie sich verbrennen oder nicht, hängt mehr vom Strom als von der Spannung ab. Statische Elektrizität, die stark genug ist, um gesehen und gefühlt zu werden, liegt bei etwa > 1.000 V, aber < 1 Milliampere Strom. Eine typische Geräteschaltung hingegen könnte 20 Ampere dahinter haben. Auch die Art des Stroms spielt eine Rolle, da Wechselstrom Ihre Muskeln zur Kontraktion zwingt und Sie länger parallel zum Stromkreis hält.
Ich spreche aus Erfahrung, wenn ich sage, dass Sie sich absolut verbrennen können und werden, wenn Sie sogar 1 Phase von 110 VAC verwenden. Bei dieser Spannung ist wahrscheinlich die Kontaktlänge wichtiger. Die meisten Spannungen, mit denen ich zu tun hatte, waren viel höher.
Einer von mehreren Fehlern, die behoben werden sollten, "... da AC Ihre Muskeln zur Kontraktion zwingt und Sie länger parallel zum Stromkreis hält." Es ist der Stromfluss, der dazu führt, dass die Nerven in Ihrem Körper nicht mehr richtig leiten und sich die Muskeln zusammenziehen. Wechselstrom geht zweimal pro Zyklus durch Null, wenn kein Strom vorhanden ist und kein Problem vorliegt. Bei Gleichstrom fließt der Strom kontinuierlich und die Muskeln bleiben angespannt. In dieser Hinsicht ist Gleichstrom viel gefährlicher als Wechselstrom. Und Sie sind in Reihe mit der Schaltung, nicht parallel.
@JustinThymetheSecond mein Mann ... wurdest du jemals von DC getroffen? Es stößt dich ab. Ich habe buchstäblich gesehen, wie es einen Mann über ein Flugzeugcockpit geschleudert hat. Das schnelle Radfahren lässt Ihre Muskeln unkontrolliert verkrampfen, AC ist schwerer loszulassen.
@ Adam Coville Ich hoffe, niemand verlässt sich auf Ihr Wissen über elektrische Sicherheit.
@JustinThymetheSecond nur die US Navy für etwa 7 Jahre. Haben Sie jemals einen Fuß außerhalb eines Labors gesetzt?
@ Adam Coville "Wechselstrom neigt eher dazu, Herzflimmern zu induzieren, während Gleichstrom das Herz zum Stillstand bringt. Deshalb ist die Defibrillationsausrüstung Gleichstrom, der das Herz stoppt und die Chance gibt, sich zu erholen." und „Gleichstrom (DC) verursacht mit größerer Wahrscheinlichkeit Muskeltetanus als Wechselstrom (AC), was es wahrscheinlicher macht, dass Gleichstrom ein Opfer in einem Schockszenario „einfriert“. “ wikilectures.eu/w/Physiological_effect_of_electric_current