Новый биосенсор в периметровых системах безопасности

Актуальность

С тех пор как в ХХ веке произошла технологическая революция и люди стали большую часть своего времени проводить в домах, квартирах, потребность защищать свое жизненное пространство все увеличивается. Технократическое общество, в том числе в России, все более полагается на современную технику и многие забыли, что растения обеспечивают нас пищей, и кислородом, и многим другим. В перспективе древесные породы можно будет использовать как охранное средство.

В 80-е годы прошлого века, когда были первые IBM и матричные принтеры люди наконец научились считать массивы статистических данных. Надо сказать, прямо иного пути и быть не могло. Необходимо было добраться до вершины кибернетики чтобы программный продукт стал важнее чем железка, которая работает от программы и драйверов. Шло время и чувствительность приборов и расчетов усложнялись, что было теорией стало прикладным. Опыты отечественных ученых над малыми токами начиная с М.В. Ломоносова и К.А. Тимирязева до настоящего времени Клив Бакстер, Воденеев В.А., Опритов В.А., Мысягин С.А., Юрий Николаевич Орлов, Морозов Вадим Анатольевич и академик Н.Н. Третьяков, – опередили зарубежные. Наши эксперименты носят больше инженерный характер раскрывая свойства Потенциалов в растении.

Клив Бакстер из Калифорнии, занимавшийся коммуникативными связями растений, открыл способность растений реагировать на различные факторы изменением потенциалов [5].

Современное развитие науки и техники в безопасности на начальном уровне, прямоугольником выделено место моего биосенсора, все применяемые охранные средства не бионического типа находятся ниже на рисунке 1.

Рис. 1. Кривая Гартнера Хайпа развитие науки и техники в безопасности, прямоугольником выделено место моего биосенсора, все применяемые охранные средства не бионического типа находятся ниже

Риски проекта использования сейсмодатчика биосенсорного типа в таблице 1.

Таблица 1. Вероятности и степени воздействия рисков на проект Биосенсор

Код риска	Описание риска	Вероятность	Взвешенная степень воздействия	Оценка (величина) риска
01	Научный риск. Противоречие некоторых идей законам биофизики	0,5	0,3	0,15
02	Технологический риск. Недостаточное развитие техники и технологий для реализации идей проекта	0,7	0,5	0,35
03	Финансовый риск. Отсутствие или дефицит финансирования	0,4	0,3	0,12
04	Кадровый риск. Отсутствие (недостаток) кадровых ресурсов.	0,3	0,3	0,09

Пришло время использовать энергию биогеоценоза, которая уже наделена источниками электрического питания, чувствительными биосенсорами.

В настоящее время отечественная биотехнология, физиология растений и биофизика накопили достаточный математический и, что важно, практический багаж для реализаций. Много зарубежных авторов которые революционно подходят к растению как к источнику выработки энергии. Тем не менее они подходят к объекту техногенно- используют косвенно (продукты фотосинтеза).

Проблема достать потребитель способный преобразовать малые токи на первый взгляд весьма актуальная. Тем не менее, в моих показательных опытах, всегда электронщиков удивляет, что в растениях есть постоянное электричество и напряжение достигает 3 вольта, рисунок 2.

Итак, развлекательные опыты показали, что растения не безмолвные и бесчувственные существа, а живые организмы способные реагировать на окружающую среду. Впервые поставленная задача, дала потрясающий результат предварительных опытов.

Рис. 2. Вибрация сообщается предполагаемому Биодатчику/Биосенсору через почву, значение ПД может быть отрицательным и положительным, одна клетка осциллографа 1V. ПД с порогом >± 390 mV, Молочай гребенчатый Euphorbia lophogona Lam., 2017 г.

Потенциал покоя ( ПП). У живых клеток в покое между внутренним содержимым клетки и наружным раствором существует разность потенциалов порядка 60-390 мВ (стабильное значение напряжения) , которая локализована на поверхностной мембране. Внутренняя сторона мембраны заряжена электроотрицательно по отношению к наружной. ПП обусловлен избирательной проницаемостью покоящейся мембраны для ионов К⁺.

Потенциал действия (ПД). Все раздражители, действующие на клетку, вызывают в первую очередь снижение ПП; когда оно достигает критического значения (порога), возникает активный распространяющийся ответ – ПД. Во время восходящей фазы ПД кратковременно возвращается на мембрану и её внутренняя сторона, заряженная в покое электроотрицательно, приобретает положительный потенциал. Достигнув вершины, ПД начинает падать (нисходящая фаза ПД), и потенциал на мембране возвращается к уровню, близкому к исходному ПП. ПД может быть отрицательный и положительный, его значение варьирует и превышает ПП в десятки раз, рисунок 3, 4.

Электрические реакции растения регистрировали цифровым осциллографом и вольтметром, рисунок 3, 4.

Затраченное время на исследование применение биодатчика меньше, чем на изобретение технического средства нового принципа действия. Окупаемость таких датчиков строится на экологической безопасности и простых практичных решениях.

Кроме того, это принесет в научных кругах не малую рекламу и рейтинг. Все этапы экспериментов будут освещаться на международных конференциях, в статьях РИНЦ и ВАК.

Растение - настоящий генератор электрического тока, оно полностью себя электрифицировало, мембраны клетки, группы клеток, органы и целые растения, сообщества растений - все пронизано электричеством. В стволах деревьев чувствительный элемент флоема.

Рис. 3. ПД, 500 мВ, 2017 г.

Рис. 4. ПП, 227 mV, 20.10.17 г.

Таким образом, изучение электрических явлений в растениях имеет не только научное, но и практическое значение. Даже если растение находится в природе и при необходимых силах и средствах можно получить и датчик, и свет, и, при последовательном соединении, – зарядку для мобильного телефона.

Цель и задачи исследования

Цель : Разработка воспроизводимого макета биодатчика порогового принципа действия в нормальных климатических условиях.

Задачи: 1. Изучить Потенциал действия (ПД) на модельном объекте Молочай гребенчатый Euphorbia lophogona L AM ., (1788). 2. Измерить ПД вызванный фактором вибрация в растении. 3. Выделить полезный сигнал.