Anonim

Glāzgovas universitātes Inženierzinātņu skolas inženieri grāmatā, kas publicēts Karaliskās ķīmijas biedrības žurnālā Nanoscale, aprakstīts, kā viņi uzcēla sīko degustētāju (kas ir pārāk mazs, lai to varētu redzēt ar neapbruņotu aci). dzērienu pārbaudei izmanto zelta un alumīnija optiskās īpašības.

'Atkārtoti izmantojamas garšas kārbas'

Image

Rakstā teikts: “Metāliskas nanostruktūras ir ideāli kandidāti mēles optiskajām ierīcēm, pateicoties to ķīmiskajai stabilitātei, to plazmoniskās rezonanses jutībai pret apkārtējās vides izmaiņām un vieglai ķīmiskai funkcionalizācijai”.

Atkārtoti lietojamā “mēle” darbojas caur divu metālu submikroskopiskām šķēlītēm, kas sakārtotas šaha gabala formā un darbojas kā “garšas kārpiņas”.

Pārbaudēs pētnieki izlēja viskija paraugus virs garšas kārpiņām - kas ir apmēram 500 reizes mazāki nekā to ekvivalenti cilvēkam - un izmērīja, kā tie absorbē gaismu, kamēr tie ir iegremdēti.

Bimetāla mēli izmantoja viskiju diferencēšanai, ieskaitot Glenfiddihu, Glenu Marnohu un Laphroaig, ar precizitāti> 99, 7%, izmantojot lineāro diskriminējošo analīzi (LDA).

Statistiskā analīze par smalkajām atšķirībām, kā mākslīgajā mēlē esošie metāli absorbē gaismu (plazmoniskā rezonanse) ļāva komandai identificēt dažādus viskiju veidus.

Glāzgovas universitātes pētnieks un vadošais autors Dr Alasdair Clark pastāstīja BeverageDaily, ka projekta izpēte un izstrāde aizņēma aptuveni gadu, un tehnoloģija ir tās sākuma stadijā.

“ Mēs to pārbaudījām tikai iekšēji, pie saviem zinātniekiem. Bet mēs esam atvērti sadarbībai ar jebkuru uzņēmumu, kurš vēlas to novirzīt uz produktu izstrādes stadiju. Tomēr kā zinātnisku pētījumu grupai tas nav mūsu uzmanības centrā , ”viņš sacīja.

“ Mēles” ir veidotas kā atkārtoti lietojamas ierīces atkarībā no lietojuma. Ja tas tiks laists tirgū, visticamākais formas faktors būtu mēle, kas integrēta pārnēsājamā apvalkā, kurā ietilpa arī spektrometrs, gaismas avots un ar to saistītie optiskie komponenti.

Image

“ Atkarībā no lietošanas gadījuma jums varētu būt individuālas, vienreiz lietojamas mēles, kuras tiek ievietotas ierīcē (un pēc tam izņemtas no tās), vai mēle, kas pastāvīgi atrodas, kas tiek“ mazgāta ”pēc katras lietošanas reizes. ”

Klarks piebilda, ka “mākslīgās mēles” jau pastāv, un to pagatavošanai ir daudz dažādu iespēju.

“ Mēs specializējamies nanomateriālu materiālu celtniecībā, kas reaģē uz gaismu. Mēs redzējām iespēju izveidot mākslīgo mēli, kas strādāja pēc šiem principiem. Mēs ticējām, ka varam izgatavot tādu, kas ir nedaudz mazāks un sarežģītāks (attiecībā uz mākslīgo garšas pumpuru sastāvu), nekā bija redzams iepriekš .

> 99, 7% precizitāte

Image

“ Mēle spēja nobaudīt atšķirības starp dzērieniem ar lielāku nekā 99% precizitāti. Tas varēja smalki izšķirt atšķirības starp to pašu viskiju, kas izturēts dažādās mucās, un pateikt atšķirību starp to pašu viskiju, kas izturēts 12, 15 un 18 gadus . ”

Klarks sacīja, ka komanda nolēma šo tehnoloģiju dēvēt par “mākslīgo mēli”, jo tā darbojas līdzīgi cilvēka mēlei - tāpat kā mēs, tā nevar identificēt atsevišķas ķīmiskas vielas, kuru dēļ kafijas garša atšķiras no ābolu sulas, bet tā var viegli pateikt atšķirību starp šiem sarežģītajiem ķīmiskajiem maisījumiem.

“ Mēs neesam pirmie pētnieki, kas izgatavo mākslīgo mēli, bet mēs esam pirmie, kas izgatavojuši vienu mākslīgo mēli, kas izmanto divu dažādu veidu nanomēroga metāla“ garšu pumpurus ”, kas sniedz vairāk informācijas par katra parauga“ garšu ” un ļauj ātrāk un precīzāk reaģēt , ”viņš piebilda.

Pētnieki koncentrējās uz viskiju kā daļu no eksperimenta, taču ierīci var izmantot jebkura šķidruma “degustēšanai”, kas nozīmē, ka to varētu izmantot dažādiem lietojumiem.

Papildus tam, ka to var izmantot viltotu spirtu identificēšanai, to varētu izmantot pārtikas nekaitīguma pārbaudēs, kvalitātes kontrolē, drošībā un visās jomās, kur būtu noderīga pārnēsājama, atkārtoti lietojama degustācijas metode.

Raksts ar nosaukumu “Viskija degustācija, izmantojot bimetāla nanoplasmonisko mēli” tiek publicēts Nanoscale.

Ziņojumā secināts: “Mēs esam prezentējuši atkārtoti izmantojamu bimetāla nanoplasmonisko mēli, kurai ir divi atšķirīgi rezonanses maksimumi katrā reģionā un kuras ortogonālās virsmas ķīmijas var selektīvi modificēt, lai pielāgotu to“ garšas ”jutīgumu.

Šīs unikālās iezīmes ļāva mums uz pusi samazināt gan sensora izmēru, gan nepieciešamo datu iegūšanas laiku, vienlaikus nodrošinot datu kopu apvienošanu PCA un veiksmīgu klasifikāciju ar lineāro diskriminējošo analīzi (LDA).

“Šī ir daudzpusīga sistēma, kas ļauj attīstīt augstas kvalitātes nanoplasmoniskas mēles jebkuram lietojumam, veicot vienkāršas izmaiņas izvēlētajos virsmas ligandos un / vai plazmoniskos metālos, lai iegūtu jaunus sensorus ar unikālu ķīmisko reakciju.

“Šī jaunā pieeja mākslīgās mēles noformēšanai var stimulēt tādu portatīvo ierīču attīstību, kuras var izmantot aprūpes diagnostikā, viltotu produktu atrašanā augstvērtīgos dzērienos, vides uzraudzībai un aizsardzībai”.

Pētījumu, ko veica inženieri un ķīmiķi no Glāzgovas un Strathclyde universitātēm, atbalstīja Leverhulme Trust, Inženierzinātņu un fizisko zinātņu pētījumu padomes un Biotehnoloģijas un bioloģijas zinātņu pētījumu padomes finansējums.

Avots: Karaliskā ķīmijas biedrība 2019. gadā

Pētnieki: Glāzgovas Universitātes Inženierzinātņu skola

DOI: 10.1039 / c9nr04583j

Saņemts: 2019. gada 29. maijā