Датчики, распознающие запахи - уже не фантастика, примеры таких приборов - определение алкоголя в крови водителя по выдоху и основанный на этом датчик зажигания автомобиля, который не заведется при наличии в кабине подвыпившиго водителя; анализаторы, определяющие взрывчатые вещества в самолетах и аэропортах; и наконец, медицинские анализаторы выдыхаемого воздуха, ставящие больным диагноз. Мир стал немного безопаснее. Датчики "обоняния" играют большую роль в развитии будущего Интернета Вещей. Это RFID-наклейки, анализирующие запах пищи через упаковку и обновляющие статус пищи на сайте, телефонные аппараты, чувствительные к ароматам и определяющие ядовитые вещества. Современные ученые и инженеры находят все новые и новые решения, помогающие нам сделать мир еще безопаснее.

Приборы, определяющие содержание алкоголя в крови по пробе выдыхаемого воздуха изобретены довольно давно: еще в 1938 году ученый Ролл Харгер придумал датчик для определения степени опьянения. Харгер участвовал в подготовке закона по ограничению употребления алкоголя, и выступал за принятие закона, позволявшего использовать изобретенный им метод в качестве судебного доказательства. Брелок, определяющий степень вашего опьянения после очередной вечеринки, обойдется вам в сумму около 300 рублей.

Инженер израильского технологического института Рассел Берри изобрел датчик, диагностирующий рак легких на основании анализа выдыхаемого воздуха. Этот сенсор определяет более 40 различных биомаркеров и состоит из девяти перекрестно-реагирующих химических сопротивлений. Эти сопротивления сконструированы из наночастиц золота, каждая из которых обладает различным функционалом. Подобные сенсоры можно использовать для диагностики болезней почек на более ранних стадиях, чем это производят традиционные методы анализа мочи.

Профессор биохимии Калифорнийского университата Сан-Диего Майкл Сэйлор учувствует в проекте "Ревизия". Он работает над прибором, чувствительным к запаху газов и миниатюрным настолько, что его можно легко встроить например в сотовый телефон. В основе прибора лежит миниатюрная камера, фотографирующая пористый чип из кремния. Каждая микроскопическая пора имеет особую неповторимую форму; поры устроены так, чтобы реагировать на определенные токсичные газы при столкновении с ними. Так как современные камеры в телефонах имеют разрешения, измеряемые в мегапикселях, можно взять единственное изображение этих пор или сенсоров и загрузить его в сеть  Интернет, где оно будет анализироваться в режиме реального времени. Такие телефоны можно использовать для определения мест утечек и распространения ядовитых газов.

Компания General Electric сейчас тестирует сенсоры запаха, созданные по технологии RFID. Эти сенсоры в виде наклеек небольшого размера могут улавливать и фиксировать присутствие опасных отходов, а также обнаруживать и сигнализировать о порче продуктов. Примером может служить пакет молока с наклейкой RFID на внешней стороне пакета. Наклейка будет периодически анализировать запах молока через упаковку, и как только молоко скиснет, RFID-метка вовремя предупредить хозяина об этом.

Детекторы, использующие методы спектрометрии подвижности ионов, являются на сегодняшний день наиболее распространенными определителями взрывчатых веществ и аэропортах США. Недавно издание Scientific America опубликовала статью о том, как австрийский производитель Ionicon Analytik соорудил новый прибор PTR-MS с применением масс-спектрометрии реакций переноса протона для обнаружения газов. Этот механизм размером с холодильник настолько чувствителен, что может различать практически идентичные молекулы. В процессе работы устройство создает «протонированный» водяной пар, который, по сути, является водяным паром с повышенным содержанием протонов. Многие органические соединения, включая взрывчатые вещества, имеют свойство захватывать эти лишние протоны и становиться положительно заряженными. Образовавшиеся положительные ионы можно извлечь и проанализировать их химический состав. Бережное датирование по углероду Традиционные методы датирования по углероду требовали уничтожения фрагмента находки (путем сжигания). После сжигания производится измерение радиоактивности для углерода, и соотношение изотопов показывает возраст образца. Однако в случае с некоторыми артефактами уничтожение даже малой их части недопустимо. При использовании нового метода образец помещается в контейнер с электрически заряженным плазменным газом, сходным с плазмой в телевизионных экранах. Плазма осторожно окисляет находку, и та начинает испускать микроскопическое количество диоксида углерода, который можно использовать для радиоуглеродного анализа.

Все это лишь верхушка айсберга по сравнению с тем, сколько разработок ведется в настоящее время. Например, поисковая служба GlobalSpec предоставила список из тысяч компаний, конструирующих газовые и химические сенсоры. Сколькие из них будут однажды генерировать данные для Интернета?

Просмотров: 8008

Дата: Понедельник, 22 Августа 2011