Elektroninen nenä joka kotiin

Texas Analog Center of Excellence (TxACE) University of Texas Dallasin tutkijat kehittävät edullista elektronista nenää, jota voidaan käyttää hengityksen analyysiin monenlaisissa terveyden diagnooseissa.

Vaikka laitteita, jotka voivat tehdä hengitysanalyysiä yhdistelmäpuolijohteiden avulla on jo olemassa, ne ovat tilaa vieviä ja liian kalliita kaupalliseen käyttöön, toteaa tohtori Kenneth O, yksi johtavista tutkijoista ja TxACE:n johtaja.

"Olemme osoittaneet, että monenlaisia hajuja aistivan edullisen elektronisen nenän voit rakentaa. Haistaessaan ihminen havaitsee ilmassa olevia kemiallisia molekyylejä. Samoin sähköinen nenä tunnistaa kemiallisia yhdisteitä rotaatiospektroskopian avulla."

Tutkijat uskovat, että integroitujen CMOS-piirien teknologiaa käyttämällä, sähköisestä nenästä voidaan tehdä edullisempi. Alkuun sitä käytetään teollisuudessa ja myöhemmin lääkäreiden vastaanotoilla ja sairaaloissa. Tekniikan kehittyessä, hengitysanalysaattoreista voi tulla jopa kotikäyttöön sopivia laitteita.

Rotaatiospektrometri generoi ja lähettää sähkömagneettisia aaltoja laajalla taajuusalueella ja analysoi aaltojen vaimenemista ja määrittää näin mitä kemikaaleja ja pitoisuuksia näytteessä on.

Rotaatiospektroskopia liittyy molekyylien kvantisoitujen rotaatiotilojen energioiden välisien siirtymien mittauksiin kaasufaasissa. Toisin kuin kiinteissä tai nesteissä kaasufaasissa molekyyli on vapaa pyörimään.

Hengitys sisältää alun perin verestä tulleita kaasuja niiden joutuessa kosketuksiin ilman kanssa keuhkoissa. Hengitysanalyysi on siten verikoe ottamatta verinäytettä ja sitä voidaan kerätä vaikka kuinka paljon.

Jatkossa tutkijat suunnittelevat ohjelmoitavan elektronisten nenän prototyypin rakentamista, joka voidaan tuoda testauksiin joskus alkuvuodesta 2018.

Nenän spektrometrissä tarvittavan lähettimen pitäisi tuottaa FM-signaali, joka voidaan skannata yli 100 GHz:n taajuusalueen 10 kHz:n askelilla. Lähetyksen tehotaso tulisi olla -30 - -10 dBm, jotta vältetään kaasunäytteen molekyylien saturoituminen.

Aiheesta aiemmin:

Anturointia solutasolle asti

Nanotekninen koiran nenä