高灵敏度“电子鼻”可检测变质食物 为健康安然把关

研究团队介绍，这款电子鼻集成了16个微型气体传感器，可辨认气体分子间的细微差别，包含核桃、花生等常见食物过敏原在内的挥发性气体，从而在食物腐烂或过敏风险尚未被人类嗅发觉觉前发出预警。 Bassil形容，这套体系就像一组“数字味蕾”，每个传感器对不合气体分子产生独特响应，并合营构成特定食物或气味的“指纹”。

与通俗家用一氧化碳探测器只针对单一气体不合，将多种气体传感器集成在同一芯片上存在不小技巧难度。 为此，团队选用碳纳米管作为导电材料，而非需加热工作的金属氧化物，使传感层厚度仅为人类头发直径的百分之一，并可在室温下保持高灵敏度。 这种设计不仅拓宽了可选敏感材料范围，也许可应用在高温下易降解的聚合物等材料。

在制造工艺上，Bassil采取所谓的“滴涂”方法，将敏感材料以薄膜情势简单沉积到芯片上，比拟复杂制程大年夜幅简化了制造流程。 电子鼻在工作时，将传感器外面与气体分子之间的化学反响转化为电旌旗灯号，形成可供分析的响应曲线。

“我们的设法主意是，应用气体传感器的相对选择性，再结合机械进修在模式辨认上的才能，区分出不合食物对应的气体指纹。”Bassil表示，“最终获得的是一块比人类鼻子更敏感、更客不雅的传感芯片。” 在测试中，该电子鼻可以检测到仅0.05克的核桃碎片，大年夜约相当于一个去壳核桃重量的百分之一。 不过，Bassil也坦言，今朝尚未验证设备在复杂情况下的表示，例如在蛋糕或沙拉等混淆食物中辨认过敏原，或在冰箱中多种食物同时披发气体时的精度。

为了让体系具备辨认才能，研究团队引入了机械进修模型，对各类气体响应模式进行练习。 今朝，该电子鼻已被练习辨认七种食物——草莓、蓝莓、喷鼻蕉、核桃、榛子、腰果和花生——以及生鸡肉、牛奶和鸡蛋在新鲜状况下及在室温放置24小时、48小时后的不合气味变更。 模型会进修每种食物在不合状况下的气体“指纹”，从而在之后检测时进行主动判别。

为了便于实际应用，Bassil还制造了一款可便携版本，并经由过程iPhone应用进行控制。 她认为，将来“智能冰箱”将是这类技巧的重要落地场景之一：冰箱内置传感器并连入手机后，可主动提示用户“西兰花将近变坏了”“鸡肉已经接近保质期”等信息，赞助家庭削减食物浪费并降低食物安然风险。

该研究由加州大年夜学伯克利分校宣布消息稿进行介绍，新技巧所依托的碳纳米管气体传感器与机械进修结合筹划，也被视为将来食物安然监测和过敏原检测范畴的重要成长偏向之一。