為什麼會出現生物電極

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參考下：

進入21世紀後，特別在我國加入WTO後，國內產品面臨巨大挑戰。各行業特別是傳統產業都急切需要應用電子技術、自動控制技術進行改造和提升。例如紡織行業，溫濕度是影響紡織品質量的重要因素，但紡織企業對溫濕度的測控手段仍很粗糙，十分落後，絕大多數仍在使用干濕球濕度計，採用人工觀測，人工調節閥門、風機的方法，其控制效果可想而知。制葯行業里也基本如此。而在食品行業里，則基本上憑經驗，很少有人使用濕度感測器。值得一提的是，隨著農業向產業化發展，許多農民意識到必需擺脫落後的傳統耕作、養殖方式，採用現代科學技術來應付進口農產品的挑戰，並打進國外市場。各地建立了越來越多的新型溫室大棚，種植反季節蔬菜，花卉；養殖業對環境的測控也日感迫切；調溫冷庫的大量興建都給溫濕度測控技術提供了廣闊的市場。我國已引進荷蘭、以色列等國家較先進的大型溫室四十多座，自動化程度較高，成本也高。國內正在逐步消化吸收有關技術，一般先搞調溫、調光照，控通風；第二步搞溫濕度自動控制及CO2測控。此外，國家糧食儲備工程的大量興建，對溫濕度測控技術提也提出了要求。
但目前，在濕度測試領域大部分濕敏元件性能還只能使用在通常溫度環境下。在需要特殊環境下測濕的應用場合大部分國內包括許多國外濕度感測器都會「皺起眉頭」！例如在上面提到紡織印染行業，食品行業，耐高溫材料行業等，都需要在高溫情況下測量濕度。一般情況下，印染行業在紗錠烘乾中，溫度能達到120攝氏度或更高溫度；在食品行業中，食物的烘烤溫度能達到80-200攝氏度左右；耐高溫材料，如陶瓷過濾器的烘乾等能達到200攝氏度以上。在這些情況下，普通的濕度感測器是很難測量的。
高分子電容式濕度感測器通常都是在絕緣的基片諸如玻璃、陶瓷、硅等材料上，用絲網漏印或真空鍍膜工藝做出電極，再用浸漬或其它辦法將感濕膠塗覆在電極上做成電容元件。濕敏元件在不同相對濕度的大氣環境中，因感濕膜吸附水分子而使電容值呈現規律性變化，此即為濕度感測器的基本機理。影響高分子電容型元件的溫度特性，除作為介質的高分子聚合物的介質常數ε及所吸附水分子的介電常數ε受溫度影響產生變化外，還有元件的幾何尺寸受熱膨脹系數影響而產生變化等因素。根據德拜理論的觀點，液體的介電常數ε是一個與溫度和頻率有關的無量綱常數。水分子的ε在T＝5℃時為78.36，在T＝20℃時為79.63。有機物ε與溫度的關系因材料而異，且不完全遵從正比關系。在某些溫區ε隨T呈上升趨勢，某些溫區ε隨T增加而下降。多數文獻在對高分子濕敏電容元件感濕機理的分析中認為：高分子聚合物具有較小的介電常數，如聚醯亞胺在低濕時介電常數為3.0一3.8。而水分子介電常數是高分子ε的幾十倍。因此高分子介質在吸濕後，由於水分子偶極距的存在，大大提高了吸水異質層的介電常數，這是多相介質的復合介電常數具有加和性決定的。由於ε的變 化，使濕敏電容元件的電容量C與相對濕度成正比。在設計和製作工藝中很難組到感濕特性全濕程線性。作為電容器，高分子介質膜的厚度d和平板電容的效面積S也和溫度有關。溫度變化所引起的介質幾何尺寸的變化將影響C值。高分子聚合物的平均熱線脹系數可達到 的量級。例如硝酸纖維素的平均熱線脹系數為108x10-5/℃。隨著溫度上升，介質膜厚d增加，對C呈負貢獻值；但感濕膜的膨脹又使介質對水的吸附量增加，即對C呈正值貢獻。可見濕敏電容的溫度特性受多種因素支配，在不同的濕度范圍溫漂不同；在不同的溫區呈不同的溫度系數；不同的感濕材料溫度特性不同。總之，高分子濕度感測器的溫度系數並非常數，而是個變數。所以通常感測器生產廠家能在-10-60攝氏度范圍內是感測器線性化減小溫度對濕敏元件的影響。
國外廠家比較優質的產品主要使用聚醯胺樹脂，產品結構概要為在硼硅玻璃或藍寶石襯底上真空蒸發製作金電極，再噴鍍感濕介質材料（如前所述）形式平整的感濕膜，再在薄膜上蒸發上金電極.濕敏元件的電容值與相對濕度成正比關系，線性度約±2%。雖然，測濕性能還算可以但其耐溫性、耐腐蝕性都不太理想，在工業領域使用，壽命、耐溫性和穩定性、抗腐蝕能力都有待於進一步提高。
陶瓷濕敏感測器是近年來大力發展的一種新型感測器。優點在於能耐高溫，濕度滯後，響應速度快，體積小，便於批量生產，但由於多孔型材質，對塵埃影響很大，日常維護頻繁，時常需要電加熱加以清洗易影響產品質量，易受濕度影響，在低濕高溫環境下線性度差，特別是使用壽命短，長期可靠性差，是此類濕敏感測器迫切解決的問題。
當前在濕敏元件的開發和研究中，電阻式濕度感測器應當最適用於濕度控制領域，其代表產品氯化鋰濕度感測器具有穩定性、耐溫性和使用壽命長多項重要的優點，氯化鋰濕敏感測器已有了五十年以上的生產和研究的歷史，有著多種多樣的產品型式和製作方法，都應用了氯化鋰感濕液具備的各種優點尤其是穩定性最強。
氯化鋰濕敏器件屬於電解質感濕性材料，在眾多的感濕材料之中，首先被人們所注意並應用於製造濕敏器件，氯化鋰電解質感濕液依據當量電導隨著溶液濃度的增加而下降。電解質溶解於水中降低水面上的水蒸氣壓的原理而實現感濕。
氯化鋰濕敏器件的襯底結構分柱狀和梳妝，以氯化鋰聚乙烯醇塗覆為主要成份的感濕液和製作金質電極是氯化鋰濕敏器件的三個組成部分。多年來產品製作不斷改進提高，產品性能不斷得到改善，氯化鋰感濕感測器其特有的長期穩定性是其它感濕材料不可替代的，也是濕度感測器最重要的性能。在產品製作過程中，經過感濕混合液的配製和工藝上的嚴格控制是保持和發揮這一特性的關鍵。
在國內九純健科技依託於國家計量科學研究院、中科院自動化研究所、化工研究院等大型科研單位從事溫濕度感測器產品的研製、生產。選用氯化鋰感濕材料作為主攻方向，生產氯化鋰濕敏感測器及相關變送器，自動化儀表等產品，在吸取了國內外此項技術的成功經驗的同時，努力克服傳統產品存在的各項弱點，取得實質性進展。產品選用了Al2O3及SiO2陶瓷基片為襯底，基片面積大大縮小，採用特殊的工藝處理，耐濕性和粘覆性均大大提高。使用燒結工藝，在襯底集片上燒結5個9的工業純金製成的梳妝電極，氯化鋰感濕混合液使用新產品添加劑和固有成份混合經過特殊的老化和塗覆工藝後，濕敏基片的使用壽命和長期穩定性大大提高，特別是耐溫性達到了-40℃-120℃，以多片濕敏元件組合的獨特工藝，是感測器感濕范圍為1%RH-98%RH，具備了15%RH范圍以下的測量性能，漂移曲線和感濕曲線均實現了較好的線性化水平，使濕度補償得以方便實施並較容易地保證了寬溫區的測濕精度。採用循環降溫裝置封閉系統，先對對被測氣體采樣，然後降溫檢測並確保絕對濕度的恆定，使探頭耐溫范圍提高到600℃左右，大大增強了高溫下測濕的功能。成功解決了「高溫濕度測量」這一濕度測量領域難題。現在，不採用任何裝置直接測量150度以內環境中的濕度的分體式高溫型溫濕度感測器JCJ200W已成功應用在木材烘乾，高低溫試驗箱等系統中。同時，JCJ200Y產品能耐溫高達600度，也已成功應用在印染行業紗錠自動烘乾係統、食品自動烘烤系統、特殊陶瓷材料的自動烘乾係統、出口大型烘乾機械等方面，並表現出良好的效果,為國內自動化控制域填補了高溫濕度測量的空白，為我國工業化進程奠定了一定基礎。
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霍爾元件是一種基於霍爾效應的磁感測器,已發展成一個品種多樣的磁感測器產品族，並已得到廣泛的應用。本文簡要介紹其工作原理， 產品特性及其典型應用。
霍爾器件具有許多優點，它們的結構牢固，體積小，重量輕，壽命長，安裝方便，功耗小，頻率高（可達1MHZ），耐震動，不怕灰塵、油污、水汽及鹽霧等的污染或腐蝕。
霍爾線性器件的精度高、線性度好；霍爾開關器件無觸點、無磨損、輸出波形清晰、無抖動、無回跳、位置重復精度高（可達μm級）。取用了各種補償和保護措施的霍爾器件的工作溫度范圍寬，可達－55℃～150℃。
按照霍爾器件的功能可將它們分為: 霍爾線性器件 和 霍爾開關器件 。前者輸出模擬量，後者輸出數字量。
按被檢測的對象的性質可將它們的應用分為:直接應用和間接應用。前者是直接檢測出受檢測對象本身的磁場或磁特性，後者是檢測受檢對象上人為設置的磁場，用這個磁場來作被檢測的信息的載體，通過它，將許多非電、非磁的物理量例如力、力矩、壓力、應力、位置、位移、速度、加速度、角度、角速度、轉數、轉速以及工作狀態發生變化的時間等，轉變成電量來進行檢測和控制。

一 霍爾器件的工作原理
在磁場作用下，通有電流的金屬片上產生一橫向電位差如圖1所示：
這個電壓和磁場及控制電流成正比：
VH＝K╳｜H╳IC｜
式中VH為霍爾電壓，H為磁場，IC為控制電流，K為霍爾系數。
在半導體中霍爾效應比金屬中顯著，故一般霍爾器件是採用半導體材料製作的。
用霍爾器件，可以進行非接觸式電流測量，眾所周知，當電流通過一根長的直導線時，在導線周圍產生磁場，磁場的大小與流過導線的電流成正比，這一磁場可以通過軟磁材料來聚集，然後用霍爾器件進行檢測，由於磁場與霍爾器件的輸出有良好的線性關系，因此可利用霍爾器件測得的訊號大小，直接反應出電流的大小，即： I∞B∞VH
其中I為通過導線的電流，B為導線通電流後產生的磁場，VH為霍爾器件在磁場B中產生的霍爾電壓、當選用適當比例系數時，可以表示為等式。霍爾感測器就是根據這種工作原理製成的。

二 霍爾感測器的應用
1 霍爾接近感測器和接近開關
在霍爾器件背後偏置一塊永久磁體，並將它們和相應的處理電路裝在一個殼體內，做成一個探頭，將霍爾器件的輸入引線和處理電路的輸出引線用電纜連接起來，構成如圖1所示的接近感測器。它們的功能框見圖19。(a)為霍爾線性接近感測器，(b)為霍爾接近開關。

圖1 霍爾接近感測器的外形圖

a)霍爾線性接近感測器

(b)霍爾接近開關
圖2 霍爾接近感測器的功能框圖
霍爾線性接近感測器主要用於黑色金屬的自控計數，黑色金屬的厚度檢測、距離檢測、齒輪數齒、轉速檢測、測速調速、缺口感測、張力檢測、棉條均勻檢測、電磁量檢測、角度檢測等。
霍爾接近開關主要用於各種自動控制裝置，完成所需的位置控制，加工尺寸控制、自動計數、各種計數、各種流程的自動銜接、液位控制、轉速檢測等等。3.2.7霍爾翼片開關
霍爾翼片開關就是利用遮斷工作方式的一種產品，它的外形如圖20所示，其內部結構及工作原理示於圖21。

圖3 霍爾翼片開關的外形圖

2 霍爾齒輪感測器
如圖4所示,新一代的霍爾齒輪轉速感測器，廣泛用於新一代的汽車智能發動機，作為點火定時用的速度感測器，用於ABS（汽車防抱死制動系統）作為車速感測器等。
在ABS中，速度感測器是十分重要的部件。ABS的工作原理示意圖如圖23所示。圖中，1是車速齒輪感測器；2是壓力調節器；3是控制器。在制動過程中，控制器3不斷接收來自車速齒輪感測器1和車輪轉速相對應的脈沖信號並進行處理，得到車輛的滑移率和減速信號，按其控制邏輯及時准確地向制動壓力調節器2發出指令，調節器及時准確地作出響應，使制動氣室執行充氣、保持或放氣指令，調節制動器的制動壓力，以防止車輪抱死，達到抗側滑、甩尾，提高制動安全及制動過程中的可駕馭性。在這個系統中，霍爾感測器作為車輪轉速感測器，是制動過程中的實時速度採集器，是ABS中的關鍵部件之一。
在汽車的新一代智能發動機中，用霍爾齒輪感測器來檢測曲軸位置和活塞在汽缸中的運動速度，以提供更准確的點火時間，其作用是別的速度感測器難以代替的，它具有如下許多新的優點。
（1）相位精度高，可滿足0.4°曲軸角的要求，不需採用相位補償。
（2）可滿足0.05度曲軸角的熄火檢測要求。
（3）輸出為矩形波，幅度與車輛轉速無關。在電子控制單元中作進一步的感測器信號調整時，會降低成本。
用齒輪感測器，除可檢測轉速外，還可測出角度、角速度、流量、流速、旋轉方向等等。

圖4 霍爾速度感測器的內部結構

1. 車輪速度感測器2.壓力調節器3.電子控制器
2. 圖4 ABS氣制動系統的工作原理示意圖
3 旋轉感測器
按圖5所示的各種方法設置磁體，將它們和霍爾開關電路組合起來可以構成各種旋轉感測器。霍爾電路通電後，磁體每經過霍爾電路一次，便輸出一個電壓脈沖。

(a)徑向磁極(b)軸向磁極(c)遮斷式
圖5 旋轉感測器磁體設置
由此，可對轉動物體實施轉數、轉速、角度、角速度等物理量的檢測。在轉軸上固定一個葉輪和磁體，用流體（氣體、液體）去推動葉輪轉動，便可構成流速、流量感測器。在車輪轉軸上裝上磁體，在靠近磁體的位置上裝上霍爾開關電路，可製成車速表，里程錶等等，這些應用的實例如圖25所示。
圖6的殼體內裝有一個帶磁體的葉輪，磁體旁裝有霍爾開關電路，被測流體從管道一端通入，推動葉輪帶動與之相連的磁體轉動，經過霍爾器件時，電路輸出脈沖電壓，由脈沖的數目，可以得到流體的流速。若知管道的內徑，可由流速和管徑求得流量。霍爾電路由電纜35來供電和輸出。

圖6 霍爾流量計
由圖7可見，經過簡單的信號轉換，便可得到數字顯示的車速。
利用鎖定型霍爾電路，不僅可檢測轉速，還可辨別旋轉方向，如圖27所示。
曲線1對應結構圖（a）,曲線2對應結構圖(b)，曲線3對應結構圖(c)。

圖7 霍爾車速表的框圖

圖8 利用霍爾開關鎖定器進行方向和轉速測定
4 在大電流檢測中的應用
在冶金、化工、超導體的應用以及高能物理（例如可控核聚變）試驗裝置中都有許多超大型電流用電設備。用多霍爾探頭製成的電流感測器來進行大電流的測量和控制，既可滿足測量准確的要求，又不引入插入損耗，還免除了像使用羅果勘斯基線圈法中需用的昂貴的測試裝置。圖9示出一種用於DⅢ－D托卡馬克中的霍爾電流感測器裝置。採用這種霍爾電流感測器，可檢測高達到300kA的電流。

圖9（a）為G－10安裝結構，中心為電流匯流排，(b)為電纜型多霍爾探頭，(c)為霍爾電壓放大電路。
(a)G�10安裝結構(b)電纜型多霍爾探頭(c)霍爾電壓放大電路
圖9 多霍爾探頭大電流感測器

圖10霍爾鉗形數字電流表線路示意圖

圖11霍爾功率計原理圖

(a)霍爾控制電路
(b)霍爾磁場電路
圖12霍爾三相功率變送器中的霍爾乘法器

圖13霍爾電度表功能框圖

圖14霍爾隔離放大器的功能框圖
5 霍爾位移感測器
若令霍爾元件的工作電流保持不變，而使其在一個均勻梯度磁場中移動，它輸出的霍爾電壓VH值只由它在該磁場中的位移量Z來決定。圖15示出3種產生梯度磁場的磁系統及其與霍爾器件組成的位移感測器的輸出特性曲線，將它們固定在被測系統上，可構成霍爾微位移感測器。從曲線可見，結構（b）在Z<2mm時，VH與Z有良好的線性關系，且分辨力可達1μm，結構（C）的靈敏度高，但工作距離較小。

圖15 幾種產生梯度磁場的磁系統和幾種霍爾位移感測器的靜態特性
用霍爾元件測量位移的優點很多：慣性小、頻響快、工作可靠、壽命長。
以微位移檢測為基礎，可以構成壓力、應力、應變、機械振動、加速度、重量、稱重等霍爾感測器。
6 霍爾壓力感測器
霍爾壓力感測器由彈性元件，磁系統和霍爾元件等部分組成，如圖16所示。在圖16中，（a）的彈性元件為膜盒，(b)為彈簧片，(c)為波紋管。磁系統最好用能構成均勻梯度磁場的復合系統，如圖29中的(a)、(b)，也可採用單一磁體，如（c）。加上壓力後，使磁系統和霍爾元件間產生相對位移，改變作用到霍爾元件上的磁場，從而改變它的輸出電壓VH。由事先校準的p～f(VH)曲線即可得到被測壓力p的值。

圖16 幾種霍爾壓力感測器的構成原理
7 霍爾加速度感測器
圖17示出霍爾加速度感測器的結構原理和靜態特性曲線。在盒體的O點上固定均質彈簧片S,片S的中部U處裝一慣性塊M，片S的末端b處固定測量位移的霍爾元件H，H的上下方裝上一對永磁體，它們同極性相對安裝。盒體固定在被測對象上，當它們與被測對象一起作垂直向上的加速運動時，慣性塊在慣性力的作用下使霍爾元件H產生一個相對盒體的位移，產生霍爾電壓VH的變化。可從VH與加速度的關系曲線上求得加速度。

圖17 霍爾加速度感測器的結構及其靜態特性
三 小結
目前霍爾感測器已從分立元件發展到了集成電路的階段，正越來越受到人們的重視，應用日益廣泛。

B. 人體為什麼有生物電

由於生命活動，人體中所有的細胞都會受到內外環境的刺激，它們也就會對刺激作出反應，這在神經細胞 （又叫神經元）、肌肉細胞更為明顯。細胞的這種反應，科學家們稱「興奮性」。一旦細胞受到刺激發生興奮時，細胞膜在原來靜息電位的基礎上便發生一次迅速而短暫的電位波動，這種電位波動可以向它周圍擴散開來，這樣便形成了「動作電位」。 既然細胞中存在著上述電位的變化，醫生們便可用極精密的儀器將它測量出來。此外，還由於在病理的情況下所產生的電變化與正常時不同，因此醫生們可從中看出由細胞構成的器官是否存在著某種疾病。 有一種叫「心電描記器」的儀器，它便是用來檢查人的心臟有否疾病的一種儀器。這種儀器可以從人體的特定部位記錄下心肌電位改變所產生的波形圖象，這就是人們常說的心電圖。醫生們只要對心電圖進行分析便可以判斷受檢人的心跳是否規則、有否心臟肥大、有否心肌梗塞等疾病。 同樣地，人類的大腦也如心臟一樣能產生電流，因此醫生們只要在病人頭皮上安放電極描記器，並通過腦生物電活動的改變所記錄下來的腦電圖，便知道病人腦內是否有病。當然，由於比起心電來，腦電比較微弱，因此科學家要將腦電放大100萬倍才可反映出腦組織的變化，如腦內是否長腫瘤、受檢查者有否可能發生癲癇（俗稱羊癲瘋）等。科學家們相信，隨著電生理科學以及電子學的發展，腦電圖記錄將更加精細，甚至有一天這類儀器還可正確地測知人們的思維活動。 電在生物體內普遍存在。生物學家認為，組成生物體的每個細胞都是一合微型發電機。細胞膜內外帶有相反的電荷，膜外帶正電荷，膜內帶負電荷，膜內外的鉀、鈉離子的不均勻分布是產生細胞生物電的基礎。但是，生物電的電壓很低、電流很弱，要用精密儀器才能測量到，因此生物電直到1786年才由義大利生物學家伽伐尼首先發現。 人體任何一個細微的活動都與生物電有關。外界的刺激、心臟跳動、肌肉收縮、眼睛開閉、大腦思維等，都伴隨著生物電的產生和變化。人體某一部位受到刺激後，感覺器官就會產生興奮。興奮沿著傳入神經傳到大腦，大腦便根據興奮傳來的信息做出反應，發出指令。然後傳出神經將大腦的指令傳給相關的效應器官，它會根據指令完成相應的動作。這一過程傳遞的信息——興奮，就是生物電。也就是說，感官和大腦之間的「刺激反應」主要是通過生物電的傳導來實現的。心臟跳動時會產生1～2 毫伏的電壓，眼睛開閉產生5～6毫伏的電壓，讀書或思考問題時大腦產生0.2～1毫伏的電壓。正常人的心臟、肌肉、視網膜、大腦等的生物電變化都是很有規律的。因此，將患者的心電圖、肌電圖、視網膜電圖、腦電圖等與健康人作比較，就可以發現疾病所在。 在其他動物中，有不少生物的電流、電壓相當大。在世界一些大洋的沿岸，有一種體形較大的海鳥——軍艦鳥，它有著高超的飛行技術。能在飛魚落水前的一剎那叼住它，從不失手。美國科學家經過10多年研究，發現軍艦鳥的「電細胞」非常發達，其視網膜與腦細胞組織構成了一套功能齊全的「生物電路」，它的視網膜是一種比人類現有的任何雷達都要先進百倍的「生物雷達」，腦細胞組織則是一部無與倫比的「生物電腦」，因此它們才有上述絕技。 還有一些魚類有專門的發電器官。如廣布於熱帶和亞熱帶近海的電鰩能產生100伏電壓，足可以把一些小魚擊死。非洲尼羅河中的電 縮，電壓有400～500伏。南美洲亞馬孫河及奧里諾科河中的電級，形似泥鍬、黃紹，身長兩米，能產生瞬間電流2安培，電壓800伏，足可以把牛馬甚至人擊斃在水中，難怪人們說它是江河裡的「魔王」。 植物體內同樣有電。為什麼人的手指觸及含羞草時它便「彎腰低頭」害羞起來?為什麼向日葵金黃色的臉龐總是朝著太陽微笑?為什麼捕蠅草會像機靈的青蛙一樣捕捉葉子上的昆蟲?這些都是生物電的功勞。如含羞草的葉片受到刺激後，立即產生電流，電流沿著葉柄以每秒14毫米的速度傳到葉片底座上的小球狀器官，引起球狀器官的活動，而它的活動又帶動葉片活動，使得葉片閉合。不久，電流消失，葉片就恢復原狀。在北美洲，有一種電竹，人畜都不敢靠近，一旦不小心碰到它，就會全身麻木，甚至被擊倒。 此外，還有一些生物包括細菌、植物、動物都能把化學能轉化為電能，發光而不發熱。特別是海洋生物，據統計，生活在中等深度的蝦類中有70％的品種和個體、魚類中70％的品種和95％的個體，都能發光。一到夜晚，在海洋的一些區域，一盞盞生物燈大放光彩，匯合起來形成極為壯觀的海洋奇景。 生物電現象是指生物機體在進行生理活動時所顯示出的電現象，這種現象是普遍存在的。 細胞膜內外都存在著電位差，當某些細胞（如神經細胞、肌肉細胞）興奮時，可以產生動作電位，並沿細胞膜傳播出去。而另一些細胞（如腺細胞、巨噬細胞、纖毛細胞）的電位變化對於細胞完成種種功能也起著重要作用。 隨著科學技術的日益進展，生物電的研究取得了很大的進步。在理論上，單細胞電活動的特點，神經傳導功能，生物電產生原理，特別是膜離子流理論的建立都取得了一系列的突破。在醫學應用上，利用器官生物電的綜合測定來判斷器官的功能，給某些疾病的診斷和治療提供了科學依據。 我們的臨床工作中經常遇到興奮性、興奮與興奮傳導這些概念，堵隔壁生物電有關。了解了生物電的現代基本理論，對於正確理解這些概念以及心電、腦電、肌電等的基本原理都有重要意義。細胞生物電現象有以下幾種： 1、靜息電位 組織細胞安靜狀態下存在於膜兩側的電位差，稱為靜息電位，或稱為膜電位。細胞在安靜狀態時，正電荷位於膜外一側（膜外電位為正），負電荷位於膜內一側（膜內電位為負，）這種狀態稱為極化。如果膜內外電位差增大，即靜息電位的數值向膜內負值加大的方向變化時，稱為超極化。相反地，如果膜內外電位差減小，即膜內電位向負值減小的方向變化，則稱為去極化或極化。一般神經纖維的靜息電位如以膜外電位為零，膜內電位為-70～-90mv。靜息電位是由於細胞內K+出膜，膜內帶負電，膜外帶正電導致的 。 2、動作電位 當細胞受刺激時，在靜息電位的基礎上可發生電位變化，這種電位變化稱為動作電位。動作電位的波形可因記錄方法不同而有所差異以微電極置於細胞內，記錄到快速、可逆的變化，表現為鋒電位；鋒電位代睛細胞興奮過程，是興奮產生和傳導的標志。 鋒電位在示波器上顯示為灰銳的波形，它可分為上升支和一個下降支。上升支先是膜內的負電位迅速降低到零的過程，稱為膜的去極化（除極），接著膜內電位繼續上升超過膜外電位，出現膜外電位變負而膜內電位變正的狀態，稱為反極化。下降支是膜內電位恢復到原來的靜息電位水平的過程，稱為復極化。鋒電位之後到完全恢復到靜息電位水平之前，還有微小的連續緩慢的電變化，稱為後電位。 心肌細胞的生物電現象和神經纖維、骨骼肌等細胞一樣，包括安靜時的靜息電位和興奮時的動作電位，但有其特點。心肌細胞安靜時，膜內電位約為-90mv。心肌細胞靜息電位形成的原理基本上和神經纖維相同。主要是由於安靜時細胞內高農度的k+向膜外擴散而造成的。當心肌細胞接受刺激由靜息狀態轉入興奮時，即產生動作電位。其波形與神經纖維有較大的不同，主要特徵是復極過程復雜，持續時間長。心肌細胞的某一點受刺激除極後，立即向四周擴散，直至整個心肌完全除極為止。已除極處的細胞膜外正電荷消失，未除極處的細胞膜仍帶正電而形成電位差。除極與未除極部位之間的電位差，引起局部電流，由正極流向負極。復極時，最先除極的地方首先開始復極，膜外又帶正電，再次形成復極處與未復極處細胞膜的電位差，又產生電流。如此依次復極，直至整個心肌細胞的同時除極也可以看成許多電偶同時在移動，不論它們的強度和方向是否相同，這個代表各部心肌除極總效果的電偶稱為等效電偶。心臟的結構是一個立體，它除極時電偶的方向時刻在變化，表現在心電圖上，是影響各波向上或向下的主要原因。由於各部心肌的大小、厚薄不同，心臟除極又循一定順序，所以心臟除極中，等效電偶的強度時刻都在變化。它主要影響心電圖上各波的幅度。人體是一個容積導體，心臟居人體之中，心臟產生的等效電偶，在人體各部均有它的電位分布。在心動周期中，心臟等效電偶的電力強度和方向在不斷地變化著。身體各種的電位也會隨之而不斷變動，從身體任意兩點，通過儀器（心電圖機）就可以把它描記成曲線，這就是心電圖。 隨著分子生物學和膜的超微結構研究的進展，人們更試圖從膜結構中某些特殊蛋白和其他物質的分子構型的改變，來理解膜的通透性能的改變和生物電的產生，這將把生物電現象的研究推進到一個新階段。
希望採納

C. 微生物電池是什麼

煤炭、石油、天然氣，是當前人類生活中的主要能源。隨著人類社會的發展和生活水平的提高，需要消耗的能量日益增多。可是這些大自然恩賜的能源物質是通過千萬年的地殼變化而逐漸積累起來的，數量雖多，但畢竟有限。因此，人們終將面臨能源危機的一天。

當然，人們可以從許多方面獲取能源。例如太陽能就是一個巨大的能源。此外像地熱、水力、原子核裂變都可以放出大量的熱能。試驗研究表明，利用微生物發電，向人們展示出美好的前景。

電池有很多種類，燃料電池是這個家族中的後起之秀。一般電池是由正極、負極、電解質三部分構成，燃料電池也是這樣：讓燃料在負極的一頭發生化學反應，失去電子；讓氧化劑在正級的一頭發生反應，得到從負極經過導線跑過來的電子。同普通電池一樣，這時候導線里就有電流通過。

燃料電池可以用氫、聯氨、甲醇、甲醛、甲烷、乙烷等作燃料，以氧氣、空氣、雙氧水等為氧化劑。現在我們可以利用微生物的生命活動產生的所謂「電極活性物質」作為電池燃料，然後通過類似於燃料電池的辦法，把化學能轉換成電能，成為微生物電池。

作為微生物電池的電極活性物質，主要是氫、甲酸、氨等等。例如，人們已經發現不少能夠產氫的細菌，其中屬於化能異養菌的有三十多種，它們能夠發酵糖類、醇類、有機酸等有機物，吸收其中的化學能來滿足自身生命活動的需要，同時把另一部分的能量以氫氣的形式釋放出來。有了這種氫作燃料，就可以製造出氫氧型的微生物電池來。

D. 怎麼消除人體生物電極

無法消除。人體生物電極是以生物材料為敏感元件，因此是無法消除的。人體生物電極依靠生物體內物質間特有的親合力實現識別功能的電極。

E. 微生物如何產生生物電真的能解決未來的能源問題嗎

最後

目前研究人員的主要焦點是在污水處理廠建立生物電廠，無論產生什麼生物電都可以儲存在電容器中，當生物電量達到足夠的水平，就可以從電容器中釋放出來。

從理論上講，MFC是一種既能解決能源問題又能解決浪費問題的方案。

想像一下，在幾十年後，人們的房子或建築物將會附在MFC上，把垃圾倒進垃圾桶里，就等於給電池充電，這些電能反過來造福我們。

隨著科技的發展，未來總是美好的！

F. 什麼是生物電極

生物（醫學）電極一般是經過一定處理的金屬板或金屬絲、金屬網等.作用：用電極引導生物電信號.原理：與電極直接接觸的是電解質溶液,如導電膏、人體汗液或組織液等,因而形成一個金屬—電解液界面.電化學原理：當 金屬...

G. 誰能告訴我生物電的發展歷史

生物電簡介。
生物電化學是20世紀70年代由電生物學、生物物理學、生物化學以及電化學等多門學科交叉形成的一門獨立的學科。電化學是研究電子導體(或半導體材料)/離子導體(一般為電解質溶液)或離子導體/離子導體界面結構、界面變化過程與反應機理的一門科學。生命現象最基本的過程是電荷運動，生物電的起因是由於細胞膜內外兩側存在電勢差，很多生命現象如人或動物的肌肉運動、細胞的代謝作用、神經的信息傳遞以及細胞膜的結構與功能都可用電化學原理來解釋。生物電池、心電圖、腦電圖等則是利用電化學方法模擬生物體內器官的生理規律及其變化過程的實際應用。由上可見，電化學是生命科學中最基礎的一門相關學科，因而研究生物電化學具有極其重要的意義。
近幾十年來生物電化學發展非常迅速 ，其研究分別在分子、細胞和生物組織等三個不同層次上進行。目前的研究領域主要有以下幾個方面：

1.生物膜與生物界面模擬研究

主要研究膜的電化學熱力學性質、物質的跨膜傳輸和生物電的傳遞等現象。

(1)SAM膜模擬生物膜的電化學研究

SAM是基於長鏈有機分子在基底材料表面的強烈化學結合和有機分子鏈間相互作用自發吸附在固/液或氣/固界面,形成的熱力學穩定、能量最低的有序膜。在單分子層中分子定向、有序、緊密地排列在一起,並且膜的結構和性質可以通過改變分子的頭基、尾基以及鏈的類型和長度來調節。因此，SAM成為研究各種復雜界面現象，如膜的滲透性、摩擦、磨損、濕潤、粘結、腐蝕、生物發酵、表面電荷分布以及電子轉移理論的理想模型體系。有關SAM的電化學主要是用電化學方法研究SAM的絕對覆蓋量、缺陷分布、厚度、離子通透性、表面電勢分布、電子轉移等。利用SAM可研究溶液中的氧化還原物種與電極間的跨膜(跨SAM)電子轉移,以及電活性SAM本身與電極間的電子轉移。在膜電化學中，硫醇類化合物在金電極表面形成的SAM是最典型的和研究最多的體系。因為長鏈硫醇類化合物在分子尺寸、組織模型和膜的自然形成三方面很類似於天然的生物雙層膜，同時它具有分子識別功能和選擇性響應,且穩定性高。所以硫醇類化合物在金電極上形成的SAM對仿生研究有重要意義。例如可用SAM表面分子的選擇性來研究蛋白質的吸附作用；以烷基硫醇化合物在金上的SAM膜為基體研究氧化還原蛋白質中電子的長程和界面轉移機制等；在硫醇SAM上沉積磷脂可較容易地構造雙層磷脂膜，以SAM來模擬雙層磷脂膜的准生物環境和酶的固定化使酶進行直接電子轉移已在生物感測器的研究中得到應用。如以胱氨酸或半胱氨酸為SAM,通過縮合反應鍵合上媒介體(如TCNQ、二茂鐵、醌類等)和酶可構成測葡萄糖、谷胱甘肽、膽紅素、蘋果酸等的多種生物感測器。

(2) 液/液界面模擬生物膜的電化學研究

所謂液/液(L/L)界面是指在兩種互不相溶的電解質溶液之間形成的界面,又稱為油/水(O/W)界面。有關L/L界面電化學的研究范圍很廣,包括L/L界面雙電層、L/L界面上的電荷轉移機理及動力學、生物膜模擬、以及電化學分析應用等。L/L界面可以看作與周圍電解質接觸的半個生物膜模型。生物膜是一種極性端分別朝細胞內和細胞外水溶液的磷脂自組裝結構,磷脂的親脂鏈形成像油一樣的膜內層。因此,從某種意義上來說,吸附著磷脂單分子層的L/L界面非常接近於生物膜/水溶液界面。磷脂是非常理想的實驗材料,它能很好地吸附在L/L界面上。電荷或電勢和磷脂單分子層表面張力之間的偶聯作用被認為是細胞和細胞中類脂質運動的基本驅動力。可見,L/L界面生物電化學是一很有生命力的研究領域,將繼續受到人們的廣泛重視。

2.生物電化應用技術

由於生命現象與電化學過程密切相關,因此電化學方法在生命科學中得到廣泛應用，主要有：電脈沖基因直接導入、電場加速作物生長、癌症的電化學療法、電化學控制葯物釋放、在體研究的電化學方法、生物分子的電化學行為、血栓和心血管疾病的電化學研究、骨骼的電生長、心電圖和腦電圖的研究、生物電池等。

電脈沖基因直接導入是基於帶負電的質粒DNA或基因片斷在高壓脈沖電場的作用下被加速「射」向受體細胞,同時在電場作用下細胞膜的滲透率增加(介電擊穿效應),使基因能順利導入受體細胞。由於細胞膜的電擊穿的可逆性,除去電場,細胞膜及其所有的功能都能恢復。此法已在分子生物學中得到應用。細胞轉化效率高，可達每微克DNA1010個轉化體,是用化學方法制備的感受態細胞的轉化率的10～20倍。

電場加速作物生長是很新的研究課題。Matsuzaki等報道過玉米和大豆苗在含0.5mmol/l K2SO4培養液中培養,同時加上20Hz,3V或4V(峰 峰)的電脈沖，6天後與對照組相比，秧苗根須發達，生長明顯加速。其原因可能是電場激勵了生長代謝的離子泵作用。

癌症的電化學療法是瑞典放射醫學家Nordenstrom開創的治療癌症的新方法。其原理是:在直流電場作用下，引起癌灶內一系列生化變化,使其組織代謝發生紊亂，蛋白質變性、沉澱壞死，導致癌細胞破滅。一般是將鉑電極正極置於癌灶中心部位，周圍紮上1～5根鉑電極作負極，加上6～10V的電壓，控制電流為30～100mA，治療時間2～6小時，電量為每厘米直徑癌灶100～150庫侖。此療法已推廣用於肝癌、皮膚癌等的治療。對體表腫瘤的治療尤為簡便、有效。

控制葯物釋放技術是指在一定時間內控制葯物的釋放速度、釋放地點，以獲得最佳葯效，同時緩慢釋放有利於降低葯物毒性。電化學控制葯物釋放是一種新的釋放葯物的方法，這種方法是把葯物分子或離子結合到聚合物載體上，使聚合物載體固定在電極表面，構成化學修飾電極，再通過控制電極的氧化還原過程使葯物分子或離子釋放到溶液中。葯物在載體聚合物上的負載方式分為共價鍵合型和離子鍵合型負載兩類。共價鍵合負載是通過化學合成將葯物分子以共價鍵方式鍵合到聚合物骨架上，然後利用塗層法將聚合物固定在固體電極表面形成聚合物膜修飾電極，在氧化或還原過程中葯物分子與聚合物之間的共價鍵斷裂，使得葯物分子從膜中釋放出來。離子鍵合負載是利用電活性導電聚合物如聚吡咯、聚苯胺等在氧化或還原過程中伴隨有作為平衡離子的對離子的嵌入將葯物離子負載到聚合物膜中，再通過還原或氧化使葯物離子從膜中釋放出來。

在體研究是生理學研究的重要方法，其目的在於從整體水平上認識細胞、組織、器官的功能機制及其生理活動規律。由於一些神經活性物質(神經遞質)具有電化學活性,因此電化學方法首先被用於腦神經系統的在體研究。當採用微電極插入動物腦內進行活體伏安法測定獲得成功後，立即引起了人們的極大興趣。該技術經過不斷的改善,被公認為在正常生理狀態下跟蹤監測動物大腦神經活動最有效的方法。通常可檢測的神經遞質有多巴胺、去甲腎上腺素、5-羥色胺及其代謝產物。微電極伏安法成為連續監測進入細胞間液中原生性神經遞質的有力工具。在體研究一般採用快速循環伏安法(每秒上千伏)和快速計時安培法。快速循環伏安法還被用於研究單個神經細胞神經遞質釋放的研究,發展成為所謂的「細胞電化學」。

生物分子的電化學行為的研究是生物電化學的一個基礎研究領域,其研究目的在於獲取生物分子氧化還原電子轉移反應的機理,以及生物分子電催化反應機理,為正確了解生物活性分子的生物功能提供基礎數據。所研究的生物分子包括小分子如氨基酸、生物鹼、輔酶、糖類等和生物大分子如氧化還原蛋白、RNA、DNA、多糖等。

3.電化學生物感測器和生物分子器件

感測器與通信系統和計算機共同構成現代信息處理系統。感測器相當於人的感官，是計算機與自然界及社會的介面，是為計算機提供信息的工具。感測器通常由敏感(識別)元件、轉換元件、電子線路及相應結構附件組成。生物感測器是指用固定化的生物體成分(酶、抗原、抗體、激素等)或生物體本身(細胞、細胞器、組織等)作為感元件的感測器。電化學生物感測器則是指由生物材料作為敏感元件，電極(固體電極、離子選擇性電極、氣敏電極等)作為轉換元件，以電勢或電流為特徵檢測信號的感測器。由於使用生物材料作為感測器的敏感元件，所以電化學生物感測器具有高度選擇性，是快速、直接獲取復雜體系組成信息的理想分析工具。一些研究成果已在生物技術、食品工業、臨床檢測、醫葯工業、生物醫學、環境分析等領域獲得實際應用。

根據敏感元件所用生物材料的不同，電化學生物感測器分為酶電極感測器、微生物電極感測器、電化學免疫感測器、組織電極與細胞器電極感測器、電化學DNA感測器等。

(1)酶電極感測器

以葡萄糖氧化酶(GOD)電極為例簡述其工作原理。在GOD的催化下，葡萄糖(C6H12O6)被氧氧化生成葡萄糖酸(C6H12O6)和過氧化氫。根據上述反應,顯然可通過氧電極(測氧的消耗)、過氧化氫電極(測H2O2的產生)和PH電極(測酸度變化)來間接測定葡萄糖的含量。因此只要將GOD固定在上述電極表面即可構成測葡萄糖的GOD感測器。這便是所謂的第一代酶電極感測器。這種感測器由於是間接測定法,故干擾因素較多。第二代酶電極感測器是採用氧化還原電子媒介體在酶的氧化還原活性中心與電極之間傳遞電子。第二代酶電極感測器可不受測定體系的限制,測量濃度線性范圍較寬,干擾少。現在不少研究者又在努力發展第三代酶電極感測器,即酶的氧化還原活性中心直接和電極表面交換電子的酶電極感測器。

目前已有的商品酶電極感測器包括:GOD電極感測器、L-乳酸單氧化酶電極感測器、尿酸酶電極感測器等。

(2)微生物電極感測器

將微生物(常用的主要是細菌和酵母菌)作為敏感材料固定在電極表面構成的電化學生物感測器稱為微生物電極感測器。其工作原理大致可分為三種類型：其一，利用微生物體內含有的酶(單一酶或復合酶)系來識別分子，這種類型與酶電極類似；其二，利用微生物對有機物的同化作用，通過檢測其呼吸活性(攝氧量)的提高，即通過氧電極測量體系中氧的減少間接測定有機物的濃度；其三，通過測定電極敏感的代謝產物間接測定一些能被厭氧微生物所同化的有機物。

微生物電極感測器在發酵工業、食品檢驗、醫療衛生等領域都有應用。例如；在食品發酵過程中測定葡萄糖的佛魯奧森假單胞菌電極；測定甲烷的鞭毛甲基單胞菌電極；測定抗生素頭孢菌素的Citrobacterfreudii菌電極等等。微生物電極感測器由於價廉、使用壽命長而具有很好的應用前景,然而它的選擇性和長期穩定性等還有待進一步提高。

(3)電化學免疫感測器

抗體對相應抗原具有唯一性識別和結合功能。電化學免疫感測器就是利用這種識別和結合功能將抗體或抗原和電極組合而成的檢測裝置。電化學免疫感測器從結構上可分為直接型和間接型兩類。直接型的特點是在抗體與其相應抗原識別結合的同時將其免疫反應的信息直接轉變成電信號。這類感測器在結構上可進一步分為結合型和分離型兩種。前者是將抗體或抗原直接固定在電極表面上，感測器與相應的抗體或抗原發生結合的同時產生電勢改變；後者是用抗體或抗原製作抗體膜或抗原膜，當其與相應的配基反應時，膜電勢發生變化，測定膜電勢的電極與膜是分開的。間接型的特點是將抗原和抗體結合的信息轉變成另一種中間信息,然後再把這個中間信息轉變成電信號。這類感測器在結構上也可進一步分為兩種類型：結合型和分離型。前者是將抗體或抗原固定在電極上；而後者抗體或抗原和電極是完全分開的。間接型電化學免疫感測器通常是採用酶或其他電活性化合物進行標記，將被測抗體或抗原的濃度信息加以化學放大，從而達到極高的靈敏度。

電化學免疫感測器的例子有：診斷早期妊娠的HCG免疫感測器；診斷原發性肝癌的甲胎蛋白(AFP)免疫感測器；測定人血清蛋白(HSA)免疫感測器；還有IgG免疫感測器、胰島素免疫感測器等等。

(4)組織電極與細胞器電極感測器

直接採用動植物組織薄片作為敏感元件的電化學感測器稱組織電極感測器，其原理是利用動植物組織中的酶，優點是酶活性及其穩定性均比離析酶高，材料易於獲取，制備簡單，使用壽命長等。但在選擇性、靈敏度、響應時間等方面還存在不足。

動物組織電極主要有：腎組織電極、肝組織電極、腸組織電極、肌肉組織電極、胸腺組織電極等。

植物組織電極敏感元件的選材范圍很廣，包括不同植物的根、莖、葉、花、果等。植物組織電極制備比動物組織電極更簡單，成本更低並易於保存。

細胞器電極感測器是利用動植物細胞器作為敏感元件的感測器。細胞器是指存在於細胞內的被膜包圍起來的微小「器官」，如線粒體、微粒體、溶酶體、過氧化氫體、葉綠體、氫化酶顆粒、磁粒體等等。其原理是利用細胞器內所含的酶(往往是多酶體系)。

(5)電化學DNA感測器

電化學DNA感測器是近幾年迅速發展起來的一種全新思想的生物感測器。其用途是檢測基因及一些能與DNA發生特殊相互作用的物質。電化學DNA感測器是利用單鏈DNA(ssDNA)或基因探針作為敏感元件固定在固體電極表面，加上識別雜交信息的電活性指示劑(稱為雜交指示劑)共同構成的檢測特定基因的裝置。其工作原理是利用固定在電極表面的某一特定序列的ssDNA與溶液中的同源序列的特異識別作用(分子雜交)形成雙鏈DNA(dsDNA)(電極表面性質改變)，同時藉助一能識ssDNA和dsDNA的雜交指示劑的電流響應信號的改變來達到檢測基因的目的。

4.生物能學和代謝過程

包括酶催化的氧化還原反應的力能學、線粒體呼吸鏈、光氧化還原反應和光合作用。光合作用作為整個過程，包括了吸收光子後的電子激發過程、膜電位的產生、電子和質子的轉移過程，以及隨後的一系列代謝反應。

生物電化學研究手段目前除了採用傳統的電化學方法外，電化學紫外可見光譜、電化學現場紅外光譜、電化學現場拉曼光譜、X射線衍射、掃描探針技術、電化學石英晶體微天平等方法得到廣泛應用。

H. 如何屏蔽生物電

屏蔽生物電腦電信號，極易屏蔽受低頻電磁波的干擾。生物電極可以用於感測存在於身體內的各種電信號，諸如心電信號和腦電信號。這些身體信號在強度上非常低，並且因此受到來自各個源的電干擾。

如來自手機、電腦、工業交流電以及其他電器產生的電磁波的干擾、以及患者衣物所產生的靜電的干擾。尤其是腦電信號，極易受低頻電磁波的干擾。因此急需要一種能夠屏蔽此類電磁波的裝置，以保護身體信號尤其是腦電信號免其干擾。

生物電特點

生物的器官、組織和細胞在生命活動過程中發生的電位和極性變化。它是生命活動過程中的一類物理、物理一化學變化，是正常生理活動的表現，也是生物活組織的一個基本特徵。

有些植物受刺激後會產生運動反應。這時，往往出現可傳導的電位變化。例如，含羞草受刺激時，葉片發生的閉合運動反應，就能傳播相當的距離。在這一過程中，由刺激點發生的負電位變化，可以每秒2到10毫米的速度向外擴布。

電位變化在1到2秒內達到最大值，其幅值可達50到100毫伏。但恢復時間長，需幾十分鍾才能回到原來的極性狀態，這一段負電位變化時期就是它的不應期。

I. 植物體內的生物電是怎麼產生的如題 謝謝了

生物有電並非怪事，它早已存在，不過人們研究它、應用它，還只是近年的事。2000年前，古羅馬帝國流行一種奇怪的治病方法，用來治療頭痛、風痛等症狀。當一個人痛風發作時，醫生把病人帶到海邊潮濕沙灘上，在病人腳底放一條黑色大魚，此時病人就會感到腳底地發麻，一直麻到膝蓋為止，如此反復進行，可以治癒疾病。據說，此法曾治好許多達官貴人的病。到了1758年，英國科學家卡文迪許開始著手探究上述治病方法的奧秘。他把大墨魚埋在潮濕沙灘里，上面接一萊頓瓶，結果萊頓瓶發出火花，由此證明大黑魚放出的是電，卡文迪許證明電鱝放電不久，義大利科學家加伐尼在1791年發現在青蛙肌肉中也蘊藏著電能，他把這種電稱為「生物電」。這便是生物電名字的由來。 19世紀，內科學用電位器測得神經細胞膜突然受到刺激產生0.1伏特電。至此，人們再不懷疑生物電的存在，而且確認任何生物體中，都有生物電。20世紀50年代後，人們才揭開了其中奧秘。原來，生物的每個細胞都有完整的細胞膜，細胞膜有兩層脂肪分子，細胞內帶電離子必須通過離子通道才能穿過細胞膜。在平時，細胞內鉀離子多，細胞外溶液中鈉離子多，細胞內外產生電勢差，這就是膜電位。一旦細胞膜通道打開，細胞外高濃度溶液流向細胞內，就產生動作電位。一個個肌肉細胞排列整齊，上面布滿神經，這就像把一個個小電池串聯起來那樣，雖然每個電池只有0.1伏特，如果有億萬個這樣小電池的話，那麼它的電壓就不小了。這就是有些生物的生物電有那麼高電壓的原因。 了解生物電的來龍去脈後，人們就用它來為人類造福。首先，生物電在醫學上已廣為應用，拯救成千上萬的人的生命。大家知到，醫學常用測心電圖的辦法判別心臟病，用腦電圖來診斷腦疾病。因為，正常人心臟和腦細胞顯示正常的生物電圖案，相反，異常或老化的心臟和腦細胞則出現反常的圖像。醫生可根據異常程度來判斷病情。生物電也用於斷肢再生，1958年美國紐約州貝克醫師發現生物有損傷電流，它就是生物電。貝克醫師將一隻蠑螈的腿切去，發現傷口顫抖，用電流計一測，竟有十億分之三安培電流，於是他模擬各種生物損傷電流來使生物受傷加快癒合。目前，這種損傷電流已應用人體再植上。 再次，生物電對揭開神經傳導的奧秘也作出了積極的貢獻。神經傳導之快，選擇性之高，都令人咋舌。現在探明許多神經功能與生物電的傳遞反應有關。人們可以預言，生物電在21世紀——生物學世紀中，將發揮更大的作用在一次自動控制技術的會議上，當一個沒有手的15歲男孩，用假手在黑板上用粉筆寫起「向會議的參加者致敬」的時候，大廳里頓時響起了雷鳴般的掌聲。人們贊嘆不絕，不斷地向這種新穎控制技術的創造者表示熱烈的祝賀。 早在18世紀末葉，人們對生物機體內的生物電流，就已經有所認識。因為生物體內不同的生命活動，能產生不同形式的生物電，如人體心臟的跳動、肌肉的收縮、大腦的思維等等，所以人們就可以藉助生物電來診斷各種疾病。生物電的應用十分廣泛，生物電手的應用就是其中之一。我們知道，人雙手的一切動作，都是大腦發出的一種指令（即電訊號）經過成千上萬條神經纖維，傳遞給手中相應部位的肌肉引起的一種反應。如果我們把大腦指令傳到肌肉中的生物電引出來，並把這個微弱的信號加以放大，那麼，這種電訊事情就可以直接去操縱由機械、電氣等部件組成的假手。國外一種假手，從肩膀到肘關節，使用了五隻油壓馬達，手掌及手指的動作利用兩只電動馬達。手臂在發出動作之前，利用上半身的各肌肉電流來作為假手活動的指令。即在背脊及胸口安放相應的電極，用微型信號機來處理那裡發生的電流信息，七隻馬達就能根據想要做的動作進行運轉。這種假手的動作與真手臂大致相同，並且由於主要部分採用了硬鋁及塑料，故其重量還不到2.63公斤。據報道，這種假手已能夠做諸如轉動肩膀及手臂、手掌、彎曲關節等等27種動作了。它能為由於交通及工傷事故而被齊肩截斷手臂的殘廢者解決生活和工作上的許多不便。國內在研究生物電控制假手方面，上海假肢廠的工人和上海生理研究所的科技人員，經過共同的努力，已經製造了一種重約1.5公斤，握力達一公斤，可以提10公斤的人造假手。其工作能源是由於11節鎳鎘電池提供的。人造假手的出現不僅為四肢殘廢的人製造了運用自如的四肢，而且由於生物電經過放大之後，可以用導線或無線電波傳送到非常遙遠的地方。顯然，這對於擴大人類的生產實踐，將會產生具有影響力的改變。到那時，人們可以叫假手到萬米深的海底去取寶，或到高爐里、礦井裡去操作，甚至可以叫它到月亮上去開墾處女地。

J. 生物負極的概念

經過一定處理的金屬板或金屬絲、金屬網等。負極指電源中電位較低的一端，生物負極的概念是經過一定處理的金屬板或金屬絲、金屬網等，在原電池中，是指起氧化作用的電極，電池反應中寫在左邊。在電解池中，指起還原作用的電極，區別於原電池。