În această postare pe blog, vom vorbi despre tehnologia nasului electronic.


Tehnologia care imită simțurile umane se îmbunătățește în mod constant, dar, în comparație cu alte simțuri, simțul mirosului nu a fost încă cucerit. Cu toate acestea, recent, oamenii de știință au provocat misterele simțului olfactiv prin inventarea unui aparat numit "nas electronic".

În anii 1980, cercetătorii au descoperit că, atunci când o moleculă de gaz atinge un senzor traversat de un curent, rezistența electrică a senzorului se modifică și că, dacă această modificare a rezistenței este analizată cu ajutorul unui software adecvat și convertită într-un punct în coordonate, pot fi obținute informații despre molecula de gaz din propria bază de date. Acest proces este similar cu ceea ce se întâmplă în nasul uman, ceea ce a dus la crearea unui dispozitiv numit e-nose.

Dar simțul olfactiv uman este mult mai sofisticat decât atât. Partea din mucoasa nazală numită epiteliu olfactiv este responsabilă pentru detectarea moleculelor de miros care pătrund prin nări, iar pe suprafața celulelor epiteliale olfactive există aproximativ 1.000 de proteine receptoare de mirosuri diferite care detectează moleculele de miros. Cu ajutorul acestor receptori, oamenii pot distinge între 10.000 de mirosuri diferite, în timp ce pentru nasul electronic au fost identificați doar o duzină de senzori de receptori de odoranți.

Primul nas electronic comercial a fost introdus în 1993, care folosea o serie de oxizi metalici ca senzori de mirosuri. Semnalele electrice de la șase până la 12 senzori au fost procesate ca date și convertite într-un punct în coordonate. Ulterior, au fost folosite materiale plastice ca material pentru senzori, dar dezavantajul este că nu multe materiale plastice conduc electricitatea, ceea ce limitează numărul de substanțe chimice care pot fi detectate. Recent, o echipă de cercetători a dezvoltat un nou tip de nas electronic. Prin amestecarea particulelor de carbon cu materiale plastice obișnuite ca material de detecție, aceștia au reușit să conducă electricitatea, făcând posibilă crearea unui senzor care poate detecta mai multe substanțe chimice folosind o varietate de materiale plastice.

Dacă un nas electronic ar deveni practic, acesta ar avea multe utilizări diferite. Nasul uman este foarte bun, dar nu este întotdeauna consecvent și, deoarece nu putem cuantifica intensitatea mirosurilor, nu putem urmări cantitativ cât de mult se schimbă acestea în timp. Cu toate acestea, există multe provocări care trebuie abordate înainte ca nasul electronic să devină un adevărat "nas artificial" care să înlocuiască nasul uman. Nasurile electronice actuale reacționează adesea la substanțe pe care oamenii nu le pot mirosi, în timp ce mirosurile care sunt suficient de puternice pentru ca oamenii să le observe trec adesea neobservate. În plus, sensibilitatea senzorilor este de obicei în jur de 1 ppm (părți pe milion), ceea ce este cu mult în urma simțului olfactiv uman. Și doar câteva zeci de senzori dezvoltați până în prezent au aplicații practice. Pentru a fi un senzor, legarea la molecula volatilă trebuie să fie tranzitorie, molecula senzorului nu trebuie să se deformeze, iar aceeași moleculă trebuie să dea același semnal indiferent de momentul în care este măsurată.