Искусственный «нос» может учуять испорченные фрукты и испорченное мясо

Давным-давно обоняние помогало людям в прошлом бороться с чумой и туберкулезом, однако человеческий нос недостаточно чувствителен для точной диагностики инфекций.

Зато новый искусственный «нос», созданный на основе нашего обоняния, может обнаруживать недиагностированные заболевания, опасные газы и испорченные продукты. Это возможно благодаря уже существующим технологиям.

В окружении антенн

Профессор телекоммуникаций в Норвежском университете науки и технологии Майкл Чеффена говорит, что антенны есть у многих устройств вокруг нас. Они помогают технике общаться друг с другом.

Чеффена считает, что можно наделить антенны сенсорными функциями и использовать их для новых целей.

Самое простое решение часто оказывается лучшим

Чеффена объяснил, что у предыдущих «электронных носов» не было готовой инфраструктуры, к тому же они создавали другие проблемы. Антенная технология может помочь их решить.

В отличие от других электронных носов, в которых используются сотни датчиков с разными покрытиями, антенный датчик состоит из одной антенны с одним типом покрытия, — говорит Чеффена.

Ю Данг, научный сотрудник кафедры производственного и гражданского строительства NTNU в Гьовике, — ведущий автор научной статьи о новом «антенном носе», которая недавно была опубликована в журнале Sensors and Actuators B: Chemical.

Запах бензина и свежескошенной травы

Данг утверждает, что его датчик распознает различные газы с точностью 96,7%. Это не хуже, чем у лучших электронных носов, а в некоторых областях даже лучше.

Антенный нос работает так: антенна посылает радиосигналы разных частот и анализирует их отражение. Поведение сигналов меняется в зависимости от присутствующих газов, создавая уникальные паттерны, которые можно связать с определенными летучими органическими соединениями.

Летучие органические соединения — это газы, которые часто встречаются в воздухе. Они быстро испаряются даже при низких температурах. Хотя мы не можем увидеть или почувствовать эти соединения, мы ощущаем их запах.

Все живые организмы выделяют летучие органические соединения. Так они защищаются от вредителей или общаются друг с другом. Например, мы чувствуем запах свежескошенной травы.

Еще один пример — бензиновые пары от газонокосилки. Многие продукты и материалы тоже выделяют такие соединения. В большинстве сред можно найти большое количество разных газов. Поэтому сложно определить, какие из них важны, а какие нет. Данг сказал, что задача становится еще сложнее, когда добавляются изомеры.

Сложные близнецы

Изомеры — это химические соединения с одинаковой молекулярной формулой, но разным строением. Они были проблемой для сенсорных технологий, но новый антенный сенсор хорошо их распознает.

Может быть, удастся обнаружить болезнь

Исследователи проверили сенсорную технологию на мясе и фруктах с повреждениями от удара.

Настроив алгоритмы, которые определяют «отпечатки пальцев» газов, они пришли к выводу, что технология может обнаруживать болезни по такому же принципу, как собаки — по запаху.

В отличие от собак, датчик не требует тренировок или специального обучения. Примечательно, что эта технология уже применяется в быту.

21.10.2024