Bu blog yazısında e-burun teknolojisi hakkında konuşacağız.


İnsan duyularını taklit eden teknoloji sürekli gelişiyor, ancak diğer duyularla karşılaştırıldığında koku alma duyusu henüz fethedilemedi. Ancak son zamanlarda bilim insanları "elektronik burun" adı verilen bir makine icat ederek koku alma duyusunun gizemlerine meydan okuyorlar.

1980'lerde araştırmacılar, içinden akım geçen bir sensöre bir gaz molekülü çarptığında sensörün elektrik direncinin değiştiğini ve dirençteki bu değişimin doğru yazılımla analiz edilip koordinatlarda bir noktaya dönüştürülmesi halinde kendi veri tabanından gaz molekülü hakkında bilgi elde edilebileceğini keşfetti. Bu süreç, e-burun adı verilen bir cihazın yaratılmasına yol açan insan burnunda olanlara benziyor.

Ancak insanın koku alma duyusu bundan çok daha karmaşıktır. Burun zarının koku epiteli adı verilen kısmı, burun deliklerinden içeri giren koku moleküllerini tespit etmekten sorumludur ve koku epitel hücrelerinin yüzeyinde koku moleküllerini tespit eden yaklaşık 1.000 farklı koku reseptörü proteini vardır. Bu reseptörler sayesinde insanlar 10.000 farklı kokuyu ayırt edebilirken, e-burunlar için sadece bir düzine koku reseptörü sensörü tanımlanmıştır.

İlk ticari e-burun 1993 yılında tanıtılmış ve koku sensörü olarak bir dizi metal oksit kullanmıştır. Altı ila 12 sensörden gelen elektrik sinyalleri veri olarak işlendi ve koordinatlarda bir noktaya dönüştürüldü. Daha sonra sensörler için malzeme olarak plastikler kullanıldı, ancak bunun dezavantajı, pek çok plastiğin elektriği iletmemesi ve bunun da tespit edilebilecek kimyasalların sayısını sınırlamasıdır. Yakın zamanda bir araştırma ekibi yeni bir elektronik burun türü geliştirdi. Karbon parçacıklarını algılama malzemesi olarak sıradan plastiklerle karıştırarak elektriği iletmeyi başardılar ve böylece çeşitli plastikler kullanarak birden fazla kimyasalı algılayabilen bir sensör oluşturmayı mümkün kıldılar.

Elektronik bir burun pratik hale gelirse, birçok farklı kullanım alanına sahip olacaktır. İnsan burnu çok iyidir, ancak her zaman tutarlı değildir ve kokuların yoğunluğunu ölçemediğimiz için, zaman içinde ne kadar değiştiklerini nicel olarak takip edemeyiz. Bununla birlikte, e-burunların insan burnunun yerini alabilecek gerçek bir "yapay burun" haline gelebilmesi için ele alınması gereken birçok zorluk var. Mevcut e-burunlar genellikle insanların koklayamadığı maddelere tepki verirken, insanların fark edebileceği kadar güçlü kokular genellikle fark edilmiyor. Dahası, sensörlerin hassasiyeti genellikle 1 ppm (milyonda bir parça) civarındadır ki bu da insanın koku alma duyusunun çok gerisindedir. Ve şimdiye kadar geliştirilen sensörlerin sadece birkaç düzinesi pratik uygulamalara sahiptir. Sensör olabilmesi için uçucu moleküle bağlanma geçici olmalı, sensör molekülü deforme olmamalı ve aynı molekül ne zaman ölçülürse ölçülsün aynı sinyali vermelidir.