Froschbatterie - Frog battery
Eine Froschbatterie ist eine elektrochemische Batterie, die aus einer Anzahl toter Frösche (oder manchmal lebender) besteht, die die Zellen der Batterie bilden, die in Reihe geschaltet sind . Es ist eine Art Biobatterie . Es wurde in frühen wissenschaftlichen Untersuchungen der Elektrizität und in akademischen Demonstrationen verwendet.
Das Prinzip der Batterie ist das Verletzungspotential, das in einem Muskel entsteht, wenn er beschädigt wird, obwohl dies im 18. und 19. Jahrhundert nicht vollständig verstanden wurde; das Potenzial wird zufällig durch die Dissektion der Froschmuskeln verursacht.
Die Froschbatterie ist ein Beispiel für eine Klasse von Biobatterien, die aus einer beliebigen Anzahl von Tieren hergestellt werden können. Der allgemeine Begriff für ein Beispiel dieser Klasse ist der Muskelhaufen .
Die erste bekannte Froschbatterie wurde 1845 von Carlo Matteucci entwickelt , aber es gab schon andere vor ihm. Matteucci schuf auch Batterien aus anderen Tieren und Giovanni Aldini schuf eine Batterie aus Ochsenköpfen.
Hintergrund
In den Anfängen der Elektroforschung war eine gängige Methode zur Erkennung von elektrischem Strom das Galvanoskop eines Froschschenkels . Ein guter Vorrat an lebenden Fröschen hielt der Forscher bereit, um ihre Beine für das Galvanoskop präparieren zu lassen. Frösche waren daher ein geeignetes Material für andere Experimente. Sie waren klein, leicht zu handhaben, die Beine reagierten besonders empfindlich auf elektrischen Strom und sie reagierten länger als andere Tierkandidaten für diese Rolle.
Vorbereitung
Es war üblich, für den Batteriebau die Schenkel von Fröschen zu verwenden. Die Beine des Frosches wurden zuerst gehäutet, dann wurde der Unterschenkel am Kniegelenk abgeschnitten und weggeworfen. Eine Schädigung des Muskels während dieses Verfahrens würde die Ergebnisse beeinträchtigen. Der Oberschenkelmuskel wurde dann quer in zwei Teile geschnitten, um zwei Oberschenkelhälften zu erzeugen. Nur das untere, konisch geformte Stück wurde beibehalten. Die Oberschenkelhälften wurden dann auf einen Isolator aus lackiertem Holz gelegt, so dass die Innenfläche des einen die Außenfläche des nächsten berührte, wobei die konischen Enden der Außenfläche in den Hohlraum der Schnittfläche geschoben wurden. Die Enden des Stapels wurden in in das Holz versenkte Wasserbecher gelegt und bildeten die Pole der Batterie.
Die Anordnung der Innenfläche, die mit der Außenfläche verbunden ist, beruht auf der falschen Theorie, dass in den Muskeln ständig elektrischer Strom von innen nach außen fließt. Es ist heute bekannt, dass die Oberschenkelhälften erfolgreicher bei der Stromerzeugung waren, weil sie die größten Muskelverletzungen erlitten hatten. Dieser Effekt des erhöhten elektrischen Potenzials aufgrund von Verletzungen wird als Abgrenzungspotenzial oder Verletzungspotenzial bezeichnet .
Andere Konstruktionen könnten ebenfalls verwendet werden. Zum Beispiel könnten die kompletten Hinterbeine mit freigelegten Ischiasnerven verwendet werden , so dass der Nerv eines Frosches mit den Füßen des nächsten verbunden werden kann. Auch ganze Frösche können verwendet werden. Obwohl es zeitaufwändiger war, die Oberschenkelmuskeln vorzubereiten, bevorzugten die meisten Experimentatoren dies, da es bessere Ergebnisse lieferte.
Geschichte
Die erste Froschbatterie wurde von Eusebio Valli in den 1790er Jahren mit einer Kette von 10 Fröschen gebaut. Valli hatte Schwierigkeiten, all seine eigenen Ergebnisse zu verstehen; er folgte Luigi Galvani in der Überzeugung, dass tierische Elektrizität (oder galvanische Elektrizität ) ein anderes Phänomen sei als Metall-Metall-Elektrizität (oder voltaische Elektrizität ), sogar ihre Existenz leugnete. Die Theorie von Alessandro Volta erwies sich als richtig, als es ihm gelang, die voltaische Säule ohne die Verwendung von tierischem Material zu bauen. Da Valli sich in diesem Streit auf der falschen Seite befand und sich trotz der Beweise weigerte, seine Meinung zu ändern, ist seine Arbeit ein bisschen zu einem Hinterhalt geworden und seine Froschbatterie ist wenig bekannt und schlecht dokumentiert.
Leopoldo Nobili baute 1818 aus kompletten Froschschenkeln eine Froschbatterie, die er Froschhaufen nannte . Er nutzte dies, um Tierelektrizität zu untersuchen, aber seine Experimente wurden von Volta stark kritisiert, der argumentierte, dass die wahre Quelle der Elektrizität unterschiedliche Metalle im äußeren Kreislauf seien. Laut Volta lieferten Flüssigkeiten im Frosch lediglich den Elektrolyten.
Die erste bekannte Froschbatterie wurde von Carlo Matteucci konstruiert, die in einem Papier beschrieben wurde, das 1845 von Michael Faraday in seinem Namen der Royal Society vorgelegt wurde . Es erschien später auch in dem populären Physiklehrbuch für Medizinstudenten „ Elements of Natural Philosophy“ von Golding Bird . Matteucci baute seine Batterie aus einem Haufen von 12 bis 14 halben Schenkeln Fröschen. Trotz der fehlgeleiteten Theorie hinter der Halbschenkelbatterie war Matteuccis Froschbatterie dennoch stark genug, um Kaliumjodid zu zersetzen . Matteucci wollte mit diesem Apparat Voltas Kritik an Nobili aufgreifen, indem er einen möglichst vollständig aus biologischem Material bestehenden Kreislauf baute und damit die Existenz tierischer Elektrizität nachwies. Matteucci untersuchte auch die Auswirkungen von Vakuum, verschiedenen Gasen und Giften auf die Froschbatterie und kam zu dem Schluss, dass ihre Funktion in vielen Fällen nicht beeinträchtigt wurde, selbst wenn die Substanz für das lebende Tier giftig oder tödlich wäre.
Frösche waren nicht die einzigen Kreaturen, die dazu gezwungen wurden, als Batteriekomponenten zu dienen. 1803 demonstrierte Giovanni Aldini , dass Strom aus einem Ochsenkopf eines frisch getöteten Tieres gewonnen werden kann. Ein zwischen Zunge und Ohr des Ochsens geschaltetes Frosch-Galvanoskop zeigte eine Reaktion, als der Kreislauf durch den eigenen Körper des Experimentators geschlossen wurde. Eine größere Reaktion wurde erzielt, wenn Aldini zwei oder drei Köpfe zu einer Batterie zusammenfügte. Später, in den 1840er Jahren, stellte Matteucci auch Aalbatterien, Taubenbatterien und Kaninchenbatterien her. Außerdem schuf er eine Batterie aus lebenden Tauben, indem er eine Wunde an der Brust einer Taube mit dem Körper der nächsten verband. Matteucci gibt an, dass dieses Design auf einer bereits existierenden Batterie lebender Frösche basierte.
Verweise
Literaturverzeichnis
- Vogel, Golding Elemente der Naturphilosophie , London: John Churchill 1848.
- Bird, Golding Lectures on Electricity and Galvanism , London: Longman, Brown, Green & Longmans 1849.
- Clarke, Edwin; Jacyna, LS Ursprünge neurowissenschaftlicher Konzepte im neunzehnten Jahrhundert , University of California Press, 1992 ISBN 0-520-07879-9 .
- Clarke, Edwin; O'Malley, Charles Donald Das menschliche Gehirn und das Rückenmark: eine historische Studie, illustriert durch Schriften von der Antike bis zum zwanzigsten Jahrhundert , Norman Publishing, 1996 ISBN 0-930405-25-0 .
- Hellman, Hal Große Fehden in der Medizin , John Wiley and Sons, 2001 ISBN 0-471-34757-4
- Matteucci, Carlo „Der Muskelstrom“ Philosophical Transactions , S. 283–295, 1845.
- Matteucci, Carlo "Matteucci Vorlesungen über Lebewesen" , American Journal of Science and Arts , Reihe 2, Band 5 , S.. 390-398, Mai 1848.
- Kipnis, Nahum "Ändern eine Theorie: der Fall von Volta Kontaktelektrizität" , Nuova Voltiana , Band 5 (2003), S. 143-162, Università degli studi di Pavia, 2003. ISBN 88-203-3273-6 .
- Rutter, JON Human Electricity , JW Parker und Sohn, 1854.
- Valli, Eusobio; Moorcroft W. (übers.) , Experimente zur Tierelektrizität , mit ihrer Anwendung auf die Physiologie , London: Gedruckt für J. Johnson, 1793 OCLC 14847798 .