人類的鼻子是嗅覺器官,它可以感覺氣味。當氣味進入人的鼻腔後就會刺激人的嗅覺神經,經神經傳導到大腦,大腦便能判斷出氣味。一些動物也有鼻子,也能分辨氣味,辨別氣味的功能並不比人類差,甚至它的靈敏性還超過人類。

電子鼻勝過人的嗅覺

人類鼻子的嗅覺,並不是像機器一樣總是那樣工作,有的時候鼻子的嗅覺神經會疲勞,這時它的工作效率就會大大降低,比如,當我們長時間聞到一股氣味時,就對這種氣味的感覺有些差了。還有的時候,因為我們感冒了,對氣味的感覺就不那麽靈敏了。

還有一些氣味,我們的鼻子根本就聞不到,就是說我們鼻子辨別氣味的功能也是有限的,不是什麽氣味都能感知。比如,一氧化碳氣體的味道,我們就感覺不到,但是這種氣體卻對人類有害,而我們人類既看不見又聞不到,這種氣體卻悄悄地走近我們,使人受到它的傷害。

科學家們想出了用仿生學的道理研製一種電子鼻,讓它為我們服務。

電子鼻使用一種特殊的材料,這種材料就是二氧化錫、氧化鋅等半導體材料,這種材料接觸不同的氣味時會改變自身的導電能力。用它這種特性就能製造出電子氣體傳感器,最後製造出電子鼻。電子鼻用途廣泛,而且,隻要它工作,就不會像人的鼻子那樣發生疲勞。最初的電子鼻比較笨重,使用起來不方便,以後人們又研製出小巧玲瓏的電子鼻,這下它的用途更廣了。

電子鼻應用廣泛

電子鼻的用途越來越廣泛,煤礦中裝上電子鼻,就可以嗅出礦井內的瓦斯含量,預報礦井中的瓦斯爆炸,這對礦井的安全十分有用;家裏的煤氣灶裝上電子鼻,就會預報煤氣管道是否有漏點,以避免煤氣泄露。

有許多監測環境的儀器上也都裝有電子鼻,它們可以連續監視空氣中的煙塵和有害的氣體,以及時地發出警報。糧食倉庫、溫室、養豬場等許多地方都有電子鼻的身影,它們可以監視那裏微小的變化,可以及時地把有關數據顯示出來,供人們采取措施調整那裏的設施,以利於保護糧食、或利於作物的生長、或利於豬的生長。有的電子鼻的功能甚至超過了獵犬和警犬,在警界派上用場。交警還可以用電子鼻對司機進行酒精測試。

電子鼻很早以前就有應用了。在1993年,Pearce等人就首次把傳感器應用在啤酒檢測上,實驗室製造的由12個有機導電聚合物傳感器組成的係統檢測了3種近似的商品酒,有2種是釀造後再貯存的啤酒,還有1種是淡色啤酒,結果表明:這3種啤酒很容易被鑒別,而且還很快鑒別出一種人為感染的啤酒和未被感染的酒。

英國柴郡克魯城鎮的歐斯米泰克公司成功地開發出了電子鼻,試驗表明,它能“嗅”出侵蝕病人皮膚傷口的細菌,提醒醫生及時采取相應措施。

糖尿病使病人的氣息發出甜味,而發出腐敗氣味的傷口則意味著感染——古代的行醫人員沒有現代高度發達的技術,他們通常靠嗅覺診斷疾病。現在,科技正在使這項古老的手法變成現實。工程師正在仿照人類的鼻子來開發電子鼻,為不斷尋求微創技術的醫生開拓出一個嶄新的領域——利用鼻子了解人體狀況。

美國航天局用來監測國際空間站和航天飛機內某種氣體成分的電子鼻,還可以用來檢測大腦癌細胞。這種名為“Enose”的電子鼻是由美國航天局噴氣推進實驗室研發的,設計目的是用它探測航天飛機和國際空間站出現的微量的氨滲漏問題。一個由神經外科、癌症以及航天領域專家組成的研究小組,在利用這種電子鼻研究大腦癌細胞轉移時發現,電子鼻能夠區分健康細胞和癌細胞的不同“味道”,從而使醫務人員能準確判定癌細胞群的具體位置,避免其與周圍健康細胞發生混淆。