利用動物超強嗅覺研制人造化學傳感器

朱崇愷

有些動物的嗅覺功能超強。它們以如此敏感的方式探索、詮釋和理解它們的世界，以至于人們讓警犬入伍幫助解決犯罪問題，或者使用醫(yī)犬通過呼吸發(fā)現(xiàn)癌癥。佐治亞理工學院的科學家們現(xiàn)在正在尋找動物超級嗅覺背后的秘密，以此開發(fā)可用于從食品安全到國家安全等各種任務的人造化學傳感器。

大象在用鼻子搜尋食物

工作始于一場競爭。為了開發(fā)一種可識別不同品種奶酪的傳感器，科學家們轉(zhuǎn)向大自然尋求指導。他們前往亞特蘭大動物園，比較不同動物（從老鼠到大象）的嗅聞方式。佐治亞理工學院的博士候選人托馬斯·斯賓塞說：“我們想要測量動物在試圖找到新的食物來源或感興趣的東西時的嗅聞頻率?！蓖ㄟ^審查數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)，隨著體形的增加，動物的嗅探速度會降低;換種說法，老鼠比大象嗅得更快。利用這一發(fā)現(xiàn)，他們設計了定制的泵，以與動物嗅探相同的頻率來回引入空氣，以更可控的方式在化學傳感器周圍移動氣流。

由于氣味是看不見的，該團隊使用風洞實驗和計算機模擬來分析氣味粒子如何在空氣中移動。此外，他們還實時收集傳感器信息，以了解化學化合物在空間和時間的變化。雖然最初設計的傳感器是用來區(qū)分不同品種的奶酪，但其設備背后的基本原理可用于許多不同的應用。