Forscher an der Norwegischen Universität für Naturwissenschaft und Technologie (NTNU) haben eine innovative künstliche "Nase" entwickelt, die auf gängiger Antennentechnologie basiert und einen bedeutenden Fortschritt bei der Erkennung von Lebensmittelverderb, gefährlichen Gasen und nicht diagnostizierten Krankheiten darstellt.
Michael Cheffena, Professor für Telekommunikation an der NTNU, betonte das transformative Potenzial der Technologie und erklärte: "Indem wir den Antennen Sensorfunktionen geben, kann die bestehende Infrastruktur in neuen Anwendungsbereichen genutzt werden." Dieser Ansatz nutzt verfügbare Technologie zur Verbesserung von Gesundheits- und Sicherheitsmaßnahmen.
Die künstliche Nase funktioniert, indem sie Radiosignale über verschiedene Frequenzen überträgt und die Reflexionen analysiert, um einzigartige Muster zu identifizieren, die mit verschiedenen Gasen verbunden sind. Yu Dang, Hauptautor und Doktorand an der NTNU, hob die beeindruckende Genauigkeit des Sensors hervor, der eine Erfolgsquote von 96,7 % bei der Unterscheidung der getesteten Gase erreicht.
Was diesen Sensor von früheren elektronischen Nasen unterscheidet, ist seine Effizienz und Kosteneffektivität. Im Gegensatz zu früheren Modellen, die zahlreiche Sensoren und viel Energie benötigten, verwendet das Design der NTNU eine einzige Antenne mit einer speziellen Beschichtung, die den Erkennungsprozess rationalisiert.
Dang bemerkte die außergewöhnliche Selektivität des Sensors, insbesondere bei der Unterscheidung von Isomeren – Verbindungen mit identischen chemischen Formeln, aber unterschiedlichen Strukturen. Dies war eine langjährige Herausforderung in der Sensortechnologie, doch die Innovation der NTNU navigiert mit bemerkenswerter Präzision durch diese Komplexität.
Die Technologie hat bereits vielversprechende Ergebnisse bei Tests mit beschädigten Früchten und reifem Fleisch gezeigt, und die Forscher planen, ihre Anwendung auf die Krankheitsdiagnose auszudehnen. "Flüchtige organische Verbindungen ermöglichen es ausgebildeten Hunden, gesundheitsbedrohende Veränderungen im Blutzucker und Krankheiten wie Krebs zu erkennen, daher ist das Prinzip weitgehend dasselbe," erklärte Dang.
Im Gegensatz zu Hunden benötigt diese künstliche Nase keine langwierige Ausbildung oder spezialisierte Handler, was sie zu einer praktischen Lösung für verschiedene Sektoren macht. Veröffentlicht in der Zeitschrift Sensors and Actuators B: Chemical, könnte dieser Durchbruch verschiedene Branchen von der Lebensmittelsicherheit und öffentlichen Gesundheit bis zur Umweltüberwachung neu definieren. Durch die frühzeitige Erkennung von Verderb und gefährlichen Gasen verbessert sie nicht nur die Sicherheit und reduziert Abfall, sondern birgt auch das Potenzial für Fortschritte in der medizinischen Diagnostik.