אף מלאכותי המיוצר במדפסת תלת-מימד

גלאי גז חדשני, המכונה בשם ‘אף מלאכותי’, מאפשר ניתוח מדויק במיוחד של ריחות עבור מגוון יישומים

[תרגום מאת ד”ר נחמני משה]

חוקרים מאוניברסיטת קולומביה הבריטית הצליחו לפתח גלאי גז מתקדם במיוחד המבוסס על מנגנון של מיקרו-זרימה המסוגל לאתר שאריות זעומות של גזים באופן מהיר ויעיל. לגלאי החדשני אמורים להיות יישומים רבים, לרבות ניטור הסביבה, מבדקי איכות של מזון ומשקאות, וכן מערכות לניתוח ואפיון ביולוגי או כימי. ההתקן, מסבירה פרופסורMina Hoorfar, הוא למעשה ‘אף מלאכותי’ המסוגל להריח כל סוג של גז, לרבות חומרים רעילים כגון גז טבעי, אמוניה או גזים הנפלטים ממערכת הביוב.
“חוש הריח שלנו הוא אחד מהיכולות החשובות ביותר לאדם”, אומרת החוקרת הראשית. “האף שלנו משפיע משמעותית על איכות החיים שלנו ומסייע לנו בזיהוי גזים רעילים בסביבה, בהגברת המודעות לשריפות או למזון מקולקל וכן הוא אף מעורר זיכרונות. לאור זאת, קיים עניין תמידי בפיתוח התקנים המסוגלים לחקות את מערכת הריח האנושית”.

גלאי הגז הזעירים כוללים חלקים שהוכנו במדפסת תלת-ממדית, חלקים היוצרים את המיקרו-תעלות ואת החומר המוליך למחצה מסוג תחמוצת מתכת. הגלאים ניתנים לחיבור לתא דיגום ועל ידי כך לשמש במעבדות. הגלאי הזעיר עושה שימוש בשתי תעלות שונות כאשר כל תעלה מצופה בחומר אחר. במהלך הניסויים החוקרים מדדו גזי מטרה אחדים מקרב קבוצות שונות של תרכובות אורגניות נדיפות, לרבות כהלים, קטונים ופחמימנים. החוקרת הראשית מסבירה כי כאשר הדגימה עוברת דרך הגלאי, הציפוי הפנימי של התעלה מנתב את הגזים לגלאי המתאים שם הם מזוהים מידית. “הגזים עוברים תגובה כימית שונה עם הציפוי של התעלה בזכות המנגנון שמכונה “חומרים מתמוססים בחומרים הדומים להם”, מסבירה החוקרת. “המחקר שלנו מדגים כי גלאים זולים אלו יוכלו להיות מותאמים אישית ליישום הנדרש תוך שימור הדיוק וההדירות שלהם”. הטכנולוגיה, המבוססת על השוואת שני גלאי גזים שונים בעלי תעלות המכילות ציפויים מיוחדים הפועלים באופן שונה לאחר חשיפתם לגזים שונים, מספקת למשתמש את היכולת להתאים את הציפוי בהתאם לגז המטרה הנדרש.

“ישנן דוגמאות רבות של מערכות בעלות דיוק גבוה”, אומרת החוקרת. “אולם, למרות הדיוק שלהן, הגודל והעלות של מערכות אלו מגבילים את הישימות שלהן עבור הגילוי של תרכובות אורגניות נדיפות במספר יישומים המחייבים התקנים נישאים ופשוטים לתפעול. ההתקנים שלנו מציעים חלופה קטנה, זולה ומדויקת במיוחד. למערכת שלנו יש את הפוטנציאל לשנות את האופן שבו רשויות מקומיות ומפעלים מבצעים את מדידות הניטור שלהם,” מסבירה החוקרת הראשית.

למאמר המדעי