گامی به سوی ساخت بینی الکترونیکی

حسگرهای شیمیایی عملکرد خوبی در شناسایی مواد منفرد و برخی مواد شیمیایی در
غلظت‌های پایین دارند. یک تیم تحقیقاتی در مقاله‌ای که اخیرا در نشریه AIP
Advances به چاپ رساندند نشان دادند که رشته‌های دی‌ان‌ای متصل به نانولوله‌های
کربنی قادرند مولکول‌های بسیار شبیه هم را از یکدیگر تفکیک کنند، حتی آنهایی را
که از نظر شیمیایی یکسان هستند. چارلی جانسون از محققان دانشگاه پنسیلوانیا
می‌گوید ما از این ویژگی برای ساخت بینی الکترنیکی استفاده کردیم. ما با
استفاده از این سیستم توانستیم ایزومرها و مولکول‌های نوری را از یکدیگر تفکیک
کنیم. این ساختارها کاملا شبیه هم بوده و تصویر آیینه‌ای یکدیگر هستند.

برای تولید این سیستم، رشته‌های دی‌ان‌ای به نانولوله‌های کربنی متصل شدند
به‌طوری که دی‌ان‌ای برای اتصال به مواد شیمیایی خاصی اصلاح شده‌اند. این
رشته‌ها قادرند مواد شیمیایی را حتی در مقادیر بسیار کم شناسایی کند در اثر
تماس مواد شیمیایی، سیگنال الکتریکی در طول نانولوله کربنی ایجاد می‌شود.
توانایی این سیستم به‌حدی است که می‌تواند یک مولکول که حاوی تنها یک اتم کربن
باشد را نیز شناسایی کند.

البته این اولین باری نیست که محققان موفق به ساخت چنین سیستمی شده‌اند اما
چیزی که این کار را از نتایج پیشین متمایز می‌کند آن است که سطح تمایز در این
روش نسبت به روش‌های پیشین بیشتر است. جانسون می‌گوید چیزی که ما روی آن متمرکز
شدیم میزان تفاوت در سیگنال است.

در قدم بعد پژوهشگران مشتاق هستند تا چیزی شبیه بینی الکترونیکی بسازند که حاوی
رشته‌های مختلفی باشد که این رشته نقش حسگر را ایفا کند، این ساختار بسیار شبیه
گیرنده‌های بویایی در بینی است. هدف نهایی از این پروژه آن است که بتوان یک
سیستم بسیار حساس و کارآمد تولید کرد که کاربرد وسیعی داشته باشد. برای مثال
دی‌متیل سولفان ماده‌ای است که می‌تواند موجب سرطان پوست شود اما بینی قادر به
تشخیص بوی این ماده نیست اما این حسگر جدید قادر است تا در غلظت‌های کمتر از ۲۵
ppm این ماده را شناسایی کند.