Café moído na hora, Pipoca, resíduos biológicos ou fumaça - no curso da vida, conhecemos cheiros diferentes e graças ao nosso nariz, nós os distinguimos e identificamos mesmo sem ver sua fonte. Cientistas do Karlsruhe Institute of Technology (KIT) desenvolveram agora um sensor que pode ser ensinado a cheiros diferentes. O "nariz eletrônico" deve ser adequado para o uso diário e para cheirar perigos potenciais, como cabos fumegantes ou comida estragada, antes de um ser humano.

O nariz humano consiste em cerca de dez milhões de células olfativas com cerca de 400 receptores olfativos diferentes. Esses receptores percebem os cheiros e geram um padrão de sinal específico. O cérebro atribui o padrão de sinal a um determinado cheiro. “Usamos o nariz biológico como modelo, "diz o Dr. Martin Sommer, que coordena o projeto Smelldect no Instituto de Tecnologia de Microestrutura do KIT. "Em nosso nariz eletrônico, nanofibras reagem a misturas de gases complexas - ou seja, aromas - e também geram padrões de sinal, com base no qual o sensor identifica os odores. "O objetivo do Smelldect é desenvolver um sensor olfativo de baixo custo adequado para a produção em massa e uso diário.

O nariz eletrônico tem apenas alguns centímetros de tamanho. Ele contém os eletrônicos necessários, incluindo a tecnologia de avaliação dos gases. O "nariz" consiste em um chip sensor equipado com nanofios feitos de dióxido de estanho em muitos sensores individuais. O chip calcula padrões de sinal específicos a partir das mudanças de resistência dos sensores individuais. Estes dependem das moléculas do ar ambiente, diferem pelos diferentes aromas e, portanto, são característicos e reconhecíveis. Se um padrão específico foi ensinado ao chip antes, o sensor pode identificar o cheiro em segundos.

Para iniciar o processo, os pesquisadores usam um diodo emissor de luz integrado na caixa do sensor e irradia os nanofios com luz ultravioleta. Como resultado, a resistência elétrica inicialmente muito alta do dióxido de estanho diminui, de forma que mudanças de resistência causadas por moléculas responsáveis ​​pelo cheiro e aderidas à superfície de dióxido de estanho podem ser detectadas. "Quando o sensor percebe um cheiro, a resistência diminui ainda mais. Se um cheiro desaparecer, a resistência elétrica aumenta novamente para o nível inicial e o "nariz" está pronto para outras medições, "Sommer diz.

O chip sensor pode aprender uma série de cheiros diferentes e, portanto, pode ser usado para vários fins:Em casa, para o controle do ar ambiente ou como alarme de fumaça, durante as compras para descobrir o quão fresco é o peixe ou a carne, para controlar a qualidade de, e. mel, ou como o nariz de um robô. “A dificuldade consiste no fato de que um perfume nem sempre permanece o mesmo. Por exemplo, o cheiro de uma rosa ao sol é diferente do cheiro de uma rosa na chuva, "diz o físico." Atualmente, estamos treinando o nariz eletrônico para usos específicos que podem ser escolhidos universalmente. "

Os cientistas do KIT querem desenvolver um sensor de baixo custo para o mercado de massa. "No futuro, o nariz eletrônico pode ser incorporado em todos os dispositivos elétricos para evitar incêndios nos cabos. Ou pode ser usado em smartphones. Quando for às compras, todos podem estar acompanhados por seu próprio nariz eletrônico altamente sensível, "Sommer diz.

No que diz respeito à fabricação e vendas industriais, O KIT é apoiado pelos parceiros do projeto JVI Elektronik e FireEater. Ambos os parceiros cooperaram com o KIT no âmbito do projeto da UE "SmokeSense" em 2015 e desenvolveram um alarme de incêndio inteligente baseado em um nariz eletrônico. Ele detecta gases de carbonização e combustão em baixa temperatura e permite uma análise confiável para identificar o material queimado.