朱崇愷

有些動(dòng)物的嗅覺功能超強(qiáng)。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(xué)院的科學(xué)家們現(xiàn)在正在尋找動(dòng)物超級(jí)嗅覺背后的秘密，以此開發(fā)可用于從食品安全到國(guó)家安全等各種任務(wù)的人造化學(xué)傳感器。

大象在用鼻子搜尋食物

工作始于一場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)。為了開發(fā)一種可識(shí)別不同品種奶酪的傳感器，科學(xué)家們轉(zhuǎn)向大自然尋求指導(dǎo)。他們前往亞特蘭大動(dòng)物園，比較不同動(dòng)物（從老鼠到大象）的嗅聞方式。佐治亞理工學(xué)院的博士候選人托馬斯·斯賓塞說：“我們想要測(cè)量動(dòng)物在試圖找到新的食物來源或感興趣的東西時(shí)的嗅聞?lì)l率?！蓖ㄟ^審查數(shù)據(jù)，他們發(fā)現(xiàn)，隨著體形的增加，動(dòng)物的嗅探速度會(huì)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?cè)O(shè)計(jì)了定制的泵，以與動(dòng)物嗅探相同的頻率來回引入空氣，以更可控的方式在化學(xué)傳感器周圍移動(dòng)氣流。

由于氣味是看不見的，該團(tuán)隊(duì)使用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬來分析氣味粒子如何在空氣中移動(dòng)。此外，他們還實(shí)時(shí)收集傳感器信息，以了解化學(xué)化合物在空間和時(shí)間的變化。雖然最初設(shè)計(jì)的傳感器是用來區(qū)分不同品種的奶酪，但其設(shè)備背后的基本原理可用于許多不同的應(yīng)用。