Die Entwicklung von künstlichen Geruchssensoren war für Forscher lange eine Herausforderung. Das Team von Prof. Fan Zhiyong von der Hongkonger Universität für Wissenschaft und Technologie hat jedoch einen Durchbruch erzielt mit ihren neuartigen biomimetischen Geruchschips (BOC).
Diese winzigen Chips ahmen die Art und Weise nach, wie Menschen und Tiere Gerüche wahrnehmen. Jeder BOC enthält bis zu 10.000 kleine Gassensoren, die ähnlich wie das biologische Geruchssystem angeordnet sind. Dies erlaubt es den Chips, eine Vielzahl von Gerüchen selbst in komplexen Mischungen zu erkennen.
Die Sensoren bestehen aus einem speziellen Material mit einer Gradientenstruktur, wodurch verschiedene Sensortypen auf einem Chip integriert werden können. Kombiniert mit KI-Algorithmen können die BOCs die Sensordaten verarbeiten und Gerüche mit bemerkenswerter Genauigkeit identifizieren.
Herkömmliche elektronische Nasen hatten Probleme mit Miniaturisierung und eingeschränkten Erkennungsfähigkeiten bei Geruchsmischungen. Die BOCs überwinden diese Hürden durch Nanotechnologie, KI und maschinelles Lernen.
In einer Demonstration integrierten die Forscher die Chips mit Bildsensoren in einen Roboterhund, der Objekte allein durch Riechen und Sehen identifizieren konnte. Mögliche Anwendungen gibt es in vielen Branchen wie Lebensmittelindustrie, Umweltüberwachung, Medizin und Industrie zur Qualitätskontrolle, Sporenalarmierung und Gefahrenerkennung.
Die außergewöhnliche Leistung und die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten der biomimetischen Geruchschips haben das Potenzial, verschiedene Industrien zu revolutionieren und Sicherheit, Effizienz und Qualitätskontrolle in zahlreichen Prozessen zu verbessern.
Quellen:
https://www.nature.com/
