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挪威科技大学研发新型人工鼻:单一天线实现96.7%气体识别准确率

创作时间:
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@小白创作中心

挪威科技大学研发新型人工鼻:单一天线实现96.7%气体识别准确率

引用
12
来源
1.
https://www.eurekalert.org/news-releases/1061942
2.
https://ice.bit.edu.cn/szdw/jsfc/7d1b7963dc7540d3907b251233801b35.htm
3.
https://spectrum.ieee.org/electronic-nose
4.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2666831924000778
5.
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978044324790300020X
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https://scienceblog.com/548777/new-artificial-nose-sniffs-out-spoiled-food-and-damaged-fruit/
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https://www.food-safety.com/articles/9856-antenna-based-artificial-nose-accurately-smells-spoiled-and-damaged-foods
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https://opticsjournal.net/Articles/OJ977928a354801fd4/FullText
9.
https://www.oejournal.org/article/doi/10.29026/oea.2024.240050
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https://cen.acs.org/analytical-chemistry/chemical-sensing/new-artificial-nose-like-sensor/102/i16
11.
https://xlink.rsc.org/?DOI=d4nr00073k
12.
https://link.springer.com/article/10.1007/s00432-024-05925-w

挪威科技大学(NTNU)的研究团队近日宣布,他们开发出一种新型人工鼻,这种人工鼻仅由一个天线和一种涂层组成,却能以96.7%的准确率识别不同气体,为疾病诊断、环境监测和食品安全等领域带来了新的可能性。

01

突破性的简单设计

这种新型人工鼻的设计极其简约,却蕴含着巨大的科技突破。研究负责人Michael Cheffena教授指出,传统的电子鼻往往需要数百个传感器,每个传感器还要涂覆不同的材料,这不仅制造成本高昂,而且功耗很大。而NTNU团队的创新之处在于,他们将天线技术与传感器功能巧妙结合,创造出一种只需要单一天线的“人工鼻”。

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工作原理揭秘

这种人工鼻的工作原理听起来像科幻小说,但却是实实在在的科技创新。天线会向周围环境发射一系列不同频率的无线电波,当这些电波遇到不同的气体分子时,它们的反射信号会发生变化。通过分析这些反射信号的差异,人工鼻就能识别出特定的气体类型。

这种设计的优势显而易见:由于结构简单,制造成本大大降低;单一天线的设计也使得功耗更低,更适合长时间监测使用;最重要的是,它的准确率高达96.7%,甚至超过了某些复杂的电子鼻系统。

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广阔的应用前景

这种新型人工鼻的潜在应用场景令人兴奋。在医疗领域,它可以用于检测患者呼出的气体,帮助诊断疾病。历史上,嗅觉一直被用于疾病诊断,比如黑死病和肺结核等传染病都会产生特定的气味。但人类的鼻子不够灵敏,无法作为可靠的诊断工具。而这种人工鼻可以24小时不间断地监测病房或手术室的空气质量,及时发现异常情况。

在食品安全方面,这种传感器可以安装在食品包装上,监测食品的新鲜度。当食品开始变质时,产生的气体变化可以被及时检测到,从而避免食用不安全的食品。此外,它还可以用于监测工业环境中的有害气体泄漏,提高工作场所的安全性。

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未来展望

虽然这项技术目前还处于研究阶段,但其商业化前景非常广阔。由于采用了现有的天线技术基础设施,这种人工鼻的推广将相对容易。而且,它的简单设计意味着大规模生产时成本将非常低,有利于广泛部署。

随着进一步的研究和开发,这种人工鼻有望在更多领域发挥作用。例如,它可以集成到智能手机中,让每个人都能随时监测身边的空气质量;也可以用于智能家居系统,自动检测厨房中的燃气泄漏等危险情况。

NTNU的研究团队已经证明,通过创新思维,我们可以用最简单的解决方案实现最复杂的功能。这种新型人工鼻不仅展示了科技的魅力,更预示着一个更加安全、健康的未来。

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