В последнее время человечество стремится оцифровать наши органы чувств. Уже разработаны сенсоры и дисплеи для зрения, акустические системы для слуха, а также датчики давления, дополненные тактильными технологиями, позволяющими ощущать текстуры. Эти достижения не только повторяют функции наших органов чувств, но и превосходят их, например, позволяя видеть инфракрасное излучение. Однако, оцифровка обоняния – важнейшей системы, ответственной за обнаружение опасных веществ – развивается заметно медленнее и пока не демонстрирует выдающихся результатов.
Попытки воссоздать обонятельную систему в виде электронных «носов» столкнулись с рядом сложностей:
— Им сложно улавливать и анализировать сложные ароматические композиции.
— Современные устройства испытывают трудности с распознаванием цветочных ароматов, имеющих схожие ноты, и слабых фруктовых запахов.
Вдохновленные принципом работы биологической обонятельной системы, где одна молекула запаха активирует несколько рецепторов, формируя уникальный нейронный сигнал, корейские ученые приступили к разработке датчиков, имитирующих этот механизм.
Для создания обонятельной платформы исследователи использовали лазерное облучение графена и нанокатализатора из оксида церия, нанесенных на полиимидную пленку. Варьируя параметры лазерного воздействия, ученые смогли контролировать степень расслоения, окисления и плотность дефектов в графене и получить разнообразные сенсоры с различными характеристиками.
Благодаря модификации графена с помощью различных настроек лазера, исследователи создали искусственную обонятельную сенсорную матрицу. Она включает в себя десять датчиков. В итоге, ученым удалось разработать устройство, способное безошибочно распознавать девять запахов с показателем точности, превышающим 95%, а также определять их концентрацию. Это ультратонкое, гибкое и надежное устройство идеально подходит для интеграции в носимые гаджеты и декоративные элементы.
В настоящее время разработчики активно работают над совершенствованием технологии и её внедрением в производство.