ساخت بینی مصنوعی که از میوه فاسد تا بیماری سرطان را تشخیص می‌دهد

 مایکل چفنا از محققان این پروژه در دانشگاه علم و صنعت نروژ (NTNU) می‌گوید ما توسط فناوری‌هایی احاطه‌شده‌ایم که با آنتن با هم در ارتباط هستند. اما این فناوری را می‌توان برای کارهایی فراتر از ارتباطات استفاده کرد. این حسگر را می‌توان در زیرساخت موجود برای کاربردهای جدید استفاده کرد. زمینه‌های کاربردی این محصول بسیار جالب توجه است. به گفته وی، پیش از این تلاش برای ساخت بینی الکترونیکی انجام شده اما چالش‌های متعددی در محصولات ارائه شده وجود داشته است.

بینی‌های الکترونیکی می‌توانند چندصد حسگر داشته باشند که هر کدام با مواد مختلفی پوشیده شده‌اند. این امر باعث می‌شود که کارکرد آنها بسیار وسیع باشد. هرچند ساخت چنین بینی‌های الکترونیکی مجهز به صدها حسگر بسیار گران بوده و مستلزم مصرف مواد زیادی هستند. این در حالی است که حسگری که این گروه ساخته از یک پوشش بهره‌مند است که بسیار ارزان است. در واقع این حسگر به جای چند صد حسگر، از یک پوشش استفاده می‌کند.

یو دانگ، محقق دکترا در دانشگاه علم و صنعت نروژ، نتایج این پروژه را در قالب مقاله‌ای در نشریه Sensors and Actuators B منتشر کرده است.

دانگ می‌گوید حسگر آنها گازهای مختلفی را که روی آن‌ آزمایش شده، با دقت ۹۶٫۷ درصد تشخیص می‌دهد. این نتیجه‌ای است که نه تنها با عملکرد بهترین بینی‌های الکترونیکی تا به امروز برابری می‌کند، بلکه در برخی زمینه‌ها حتی از آنها پیشی می‌گیرد.

ترکیبات آلی فرار گازهایی هستند که معمولاً در هوا یافت می‌شوند. آنها نقطه جوش کمی دارند، به این معنی که تمایل به تبخیر در دماهای پایین دارند. گاهی آنها را نه می‌توان دید و نه حس کرد. همه موجودات زنده، از جمله گیاهان، ترکیبات آلی فراری را منتشر می‌کنند که اغلب به عنوان وسیله‌ای برای محافظت از خود در برابر آفات یا برقراری ارتباط با یکدیگر هستند. بوی علف تازه بریده شده نمونه‌ای شناخته شده در این مورد است.

دود بنزین مثال دیگری از وجود گازهای معلق در پیرامون ما است. از آنجایی که بسیاری از محصولاتی که ما استفاده می‌کنیم و موادی که اطراف خود را با آنها احاطه کرده‌ایم نیز ترکیبات آلی فرار منتشر می‌کنند، تعداد زیادی گاز در ترکیبات مختلف در اکثر محیط‌ها وجود خواهد داشت. این کار تشخیص گازهای فراوان را از گازهای ناچیز بسیار چالش‌برانگیز می‌کند. دانگ توضیح داد که وقتی ایزومرها نیز به این مخلوط اضافه می‌شوند، کار مشکل‌تر می‌شود. او گفت: ایزومرها ترکیبات شیمیایی هستند که فرمول مولکولی یکسانی دارند، اما اتم‌ها به روش‌های کمی متفاوت به یکدیگر متصل می‌شوند.

به گفته محققان، آنها کمی شبیه به دوقلوها هستند: بسیار شبیه، اما نه یکسان. این ترکیبات مدت‌هاست که چالشی برای این نوع فناوری حسگری بوده است. حتی پیچیده‌ترین بینی‌های الکترونیکی متشکل از حسگرهای مختلف با این مشکل دست و پنجه نرم می‌کنند.

به نقل از ستاد نانو، تاکنون، این فناوری حسگری بر روی میوه‌ها و گوشت‌های در حال فاسد شدن آزمایش شده است. با تنظیم الگوریتم‌هایی که «اثر انگشت» منحصر به فرد گازهای مختلف را تشخیص می‌دهند، محققان بر این باورند که این فناوری ممکن است قادر به بوییدن بیماری‌ها نیز باشد! هر چند برای تشخیص بیماری مثل سرطان این الگوریتم‌ها باید ماه‌ها تحت آموزش باشند.