Умный нос
Ученые Сколковского института науки и технологий (Сколтех) создали прибор, способный «унюхать» запах, который не чувствует человеческий нос. Прибор выявляет, есть ли посторонние запахи в упаковке для пищевых продуктов и вторичном, переработанном пластике, из которого делают хозинвентарь и различные предметы быта.
У «электронного носа» есть и другие перспективные области применения. Для мониторинга окружающей среды, например, это будет настоящий прорыв. «Электронный нос» пригодится в умном холодильнике, который будет по запаху определять свежесть продуктов. Такие приборы нужны в самолетах и на космических станциях, а еще там, где могут появиться угрожающие жизни вещества. И в медицине он тоже будет востребован: по содержанию в выдохе тех или иных газов можно определить целый ряд заболеваний.
Федор Федоров, старший преподаватель Центра фотоники и квантовых материалов Сколтеха, давно и успешно занимается созданием газоаналитических устройств, в том числе смарт-сенсоров и мультисенсорных систем, то есть «электронных носов». Поэтому коллеги из исследовательского подразделения крупной нефтяной компании, которая, в частности, производит пластик для пищевой упаковки и сейчас входит на рынок переработки пластиковых изделий, то есть производства вторичного пластика, обратились именно к нему. Дело в том, что первичный пластик, из которого делается упаковка для пищевых продуктов и фармацевтических препаратов, не должен обладать запахом. Посторонний запах может свидетельствовать о присутствии в такой упаковке вредных для человека химических веществ или об отклонении от технологии производства, что тоже нехорошо. Запах вторичного пластика необходимо знать, чтобы отличать его от первичного.
До появления «электронного носа» запах оценивали в лаборатории предприятия несколько экспертов по пятибалльной шкале, где 0 — отсутствие запаха, а 5 — очень сильный. Эксперты тоже внесли свой вклад в создание прибора. «Мы взяли данные по оценке запаха пластика в баллах от экспертов и соотнесли с данными „электронного носа“. В итоге мы можем давать результаты в виде той оценки, какую дает эксперт. При этом „электронный нос“ не заболеет, у него из-за ковида не пропадет обоняние. Это позволяет автоматизировать часть работы системы контроля качества»,— отмечает Федор Федоров.
Что такое «электронный нос»
Появлением «электронного носа» мы обязаны открытию, за которое американцы Линда Бак и Ричард Аксел получили в 2004 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Изучая обонятельную систему, они пришли к выводу, что мозг получает сигнал о конкретном запахе сразу с нескольких рецепторов. Это логично, ведь человек может запомнить 10 тыс. запахов, а обонятельных рецепторов всего 300 типов. Получив сигнал о запахе, мозг анализирует его и создает у себя «отпечаток пальца» этого запаха. «Это работает как дактилоскопия: получили отпечаток пальца, потом нашли его на месте преступления и сказали: вот он, наш преступник!» — объясняет Федоров.