一直以來，狗都是我們?nèi)祟愖詈玫呐笥选Ｋ鼈儗ξ覀兘o予了莫大的幫助，甚至是當(dāng)我們失去視覺時(shí)，它們都能為我們提供指引，還可以保護(hù)我們免受爆炸物的傷害。狗的這些“超能力”在很大程度上得益于它們有著非常靈敏的嗅覺,但是，狗也是血肉之軀，并不是機(jī)器，這就意味著它們也會(huì)感到勞累，在某些日子里，它們也會(huì)狀態(tài)不佳。
現(xiàn)在我們來到圣巴巴拉市的加州大學(xué)，這里的研究人員經(jīng)過多年的努力，開發(fā)出了一種能夠真正再現(xiàn)狗鼻子能力的檢測裝置——嗅探器。“在研制出該裝置之前，你甚至可以說我們之前的研究一無所獲”，加州大學(xué)機(jī)械工程教授Carl Meinhart說道：“我們正著眼于基礎(chǔ)納米技術(shù)在微型設(shè)備中的應(yīng)用。然后，通過研究我們意識到，也許可以通過它來檢測蒸汽。直到這時(shí)，我們才意識到可以通過研究分子來實(shí)現(xiàn)這一檢測目標(biāo)。”
這聽起來很簡單，但其實(shí)他們在整個(gè)研究道路上實(shí)現(xiàn)了幾項(xiàng)關(guān)鍵性突破。
第一個(gè)突破是在完全自由地暴露于空氣中的情況下形成流動(dòng)和輸送。“我們一直在尋找自由表面微流體，” Carl Meinhart說道：“具體的做法就是將它打開，使其頂層暴露于空氣中，就像一條河流那樣。我們試圖在微米量級下進(jìn)行，那樣就可以在水中進(jìn)行粘合以及開發(fā)。”最終，他們明白了：也許該裝置甚至可以用來檢測TNT。這并非研究人員的一時(shí)興起，相反這個(gè)靈感非常接近實(shí)現(xiàn)。“我們進(jìn)行了一次又一次的嘗試，看起來似乎奏效了，” Carl Meinhart說道：“我們對于該裝置的靈敏度感到驚訝，所以就從不同的物理特性入手進(jìn)行更深入的研究。結(jié)果讓我們看到這個(gè)裝置真的就像狗鼻子那樣工作，并且始終能夠保持在最佳狀態(tài)！”
該探測器采用微納米技術(shù)，模仿了警犬氣味感官的生物學(xué)機(jī)制。圖片來源：圣巴巴拉市加州大學(xué)
舉例來說，該裝置的應(yīng)用可以延伸到對某些疾病的診斷和對毒品的檢測。對于Carl Meinhart來說，這樣的結(jié)果不僅僅代表成功，也是整個(gè)研究歷程的心路回顧。讓他記憶猶新的是，當(dāng)初學(xué)生們打開了一瓶他們想要檢測的物質(zhì)，用報(bào)紙扇風(fēng)，然后結(jié)果就顯示在他們的測量儀器上了。這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在已得到加州大學(xué)的授權(quán)，由加利福尼亞州戈利塔一家名為Spectral Fluidics的公司正式投入商用，這家公司的負(fù)責(zé)人是先前參與該研究的一名學(xué)生。
該裝置目前只是測試版,很可能仍然要花許多年進(jìn)行研究才能最終投入市場，讓我們拭目以待能正式使用它的時(shí)刻早日來臨。
譯自：asme
來源：材料與測試
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