Miért egyes gyümölcsök és zöldségek vezetik vagy termelik a Monden áramot?
Bármely tudományos vásáron biztosan lát legalább két kísérletet: a papír vulkán, az a közhely és a savanyúság vagy burgonya elemét. Mindkettő mindig népszerű. Sokan azt gondolhatják, hogy elképesztő, hogy egy egyszerű zöldség képes áramot vezetni. Mint kiderült, nem ez a teljes történet.
Sokféle elektromos vezető létezik. Ide tartoznak a hagyományos elektromos vezetők, például a réz- és ezüsthuzalok, amelyeket lakások és épületek elektromos áramának futtatására használnak, valamint az ionos vezetők, amelyek szabadon mozgó ionokon keresztül képesek ellátni az áramot. A szerves anyagok, például az emberi szövet vagy a tudományos kísérletből származó burgonya ionvezetők, amelyek ionos áramköröket hoznak létre. Az elektrolitok - kémiai vegyületek, amelyek vízben oldva ionokat hoznak létre - minden munkát elvégeznek ezekben az anyagokban.
"A gyümölcsök és zöldségek ugyanúgy vezetik az áramot, mint a sós oldat az elektromos áramkört" - mondta Michael Hickner, az anyagtudomány és a mérnöki tudományok docense a Penn State-ben. "Ennek oka a sóoldatban lévő ionok. Nem vezetik az elektronokat, mint a hagyományos elektromos vezetők. Hogyan működnek az elemek?
Az ionvezető pozitív és negatív töltéseket is tartalmaz - más néven töltött ionokat -, amelyek szabadon mozognak, ha feszültséggel érintkeznek. Például, ha az étkezési sót vízben oldják, a nátrium és a klorid - amelyek ellentétes töltésűek, például Na + és Cl- - ionos oldatot hoznak létre - mondta Hickner. Ezeket az ionos oldatokat elektrolitoknak nevezzük, és minden élőlényben megtalálhatók. Emiatt technikailag bármely gyümölcs vagy zöldség ionvezetõvé válhat, de egyesek jobbak, mint mások. Ez az oka annak is, hogy a sós víz vagy a szűretlen csapvíz jobb ionvezető, mint a frissen szűrt víz.
A legjobb étel akkumulátor minden olyan gyümölcsön vagy zöldségen alapul, amely magas szupravezető ionokkal rendelkezik. Ilyen például a kálium vagy a nátrium, és a megfelelő belső szerkezet a működő áram létrehozásához. Az ilyen ételekre jó példa a homogén szerkezetű burgonya, valamint a magas nátrium- és savtartalmú savanyúság. Extra elektromos ohmért áztathatja a burgonyáját sós vízbe, mielőtt kísérletet tenne a burgonya-akkumulátorral - mondta Hickner.
Ezzel szemben a paradicsom rendezetlen, rendezetlen és gyakran szivárgó belsővel rendelkezik, és még egy narancs is - amelynek magas a káliumszintje - nem fog jól működni, mert a gyümölcs húsa belső rekeszekre oszlik, és olyan akadályokat hoznak létre, amelyek jelenleg blokkolják Paul Takhistov, a New Jersey-i Rutgers Egyetem élelmiszer-mérnöki docense elmondta a Live Science-nek.
Gyümölcsök és fém
Lehet, hogy egyes gyümölcsök és zöldségek tele vannak szupravezető ionokkal, de ezekre az ételekre akkumulátorokká kell válni néhány más anyagra. Az akkumulátor feszültsége két különböző fémből, például rézből és cinkből készült elektródákból származik - mondta Hickner. Könnyedén elkészíthet egy elem burgonyát vagy savanyúságot rézpénz és horganyzott szeg segítségével. Ami általában cinkbevonatú vasból készül.
"A gyümölcsök vagy zöldségek nem képesek önmagukban hajtani. Szüksége van valamire az ionok vezetéséhez "- mondta Takisztov. "Amikor két különböző fémet helyez be és huzallal köti össze, elektromos áramkört hoz létre. Ezután, amikor ezt az anyagot érintkezésbe hozzák az elektrolitokkal, az akkumulátor reakciója kezd feszültséget generálni. A két fém potenciális villamosenergia-különbsége miatt a pozitív és a negatív ionok szabadon kezdenek mozogni. "
De vajon egy burgonya akkumulátor-energia például telefon? Valószínűleg nem. Egy elem burgonya csak kb. 1,2 V feszültséget képes előállítani. Takisztov szerint több burgonya elemet kell egymás után/párhuzamosan csatlakoztatnia ahhoz, hogy elegendő áramot és feszültséget teremtsen egy eszköz, például telefon vagy tablet töltéséhez.
- Ezen a ponton - mondta Takisztov - valószínűleg könnyebb használni a telefon töltőjét.