Учёные лаборатории двумерных материалов для микроэлектроники ФТИ им. А. Ф. Иоффе в сотрудничестве с российской компанией разработали экспресс-анализатор «электронный нос».
Устройство умеет автоматически распознавать запахи и найдёт применение в медицине, нефтегазовой промышленности, пищевой индустрии и экологических проектах.
Нацелен на распознавание сильных и «грубых» запахов
Анализ запахов давно применяется в медицине и пищевой промышленности. Ведь те или иные запахи могут указывать на признаки заболеваний или на испорченность продуктов.
Особо актуальной эта технология стала после пандемии COVID-19, когда у многих переболевших снизилась обонятельная функция.
Носителями ароматов являются газы, а в промышленности для их распознавания традиционно используют газоанализаторы — высокоточные приборы, измеряющие их концентрацию в воздухе.
Однако запах — это не просто объективная характеристика газа, но и реакция обонятельных рецепторов человека на него. Это усложняет задачу.
Созданный российскими учёными «электронный нос» имеет тот же принцип, что и естественные механизмы распознавания запахов человеком.
Используемые в приборе модификации графена благодаря своим физико-химическим свойствам формируют нужный отклик на молекулы газа. А искусственный интеллект анализирует этот отклик, сравнивая его со своей базой данных.
«Если проводить аналогию с человеческим носом, то графеновое покрытие выполняет роль рецепторов, а сигнал передаётся на управляющую плату, где расположен чувствительный элемент.
Эта плата обрабатывает сигнал и передаёт его на компьютер или специализированные микросхемы, которые сравнивают его с базой данных запахов», — поясняют разработчики.
Они признают, что в настоящее время их устройство в первую очередь нацелено на распознавание сильных и «грубых» запахов в пределах допустимых концентраций.
Ведь главная задача «электронного носа» — улавливать неприятные запахи, такие как оксиды, серосодержащие соединения, меркаптаны (тиолы), соединения угарного газа, пропан, бутан.
Также прибор нацелен на летучие спиртовые соединения, аммиак, формальдегид и ацетон. Всё это необходимо для безопасности производства.
