In questo post parleremo della tecnologia del naso elettronico.


La tecnologia che imita i sensi umani è in costante miglioramento, ma rispetto ad altri sensi, l'olfatto non è ancora stato conquistato. Recentemente, tuttavia, gli scienziati hanno sfidato i misteri dell'olfatto inventando una macchina chiamata "naso elettronico".

Negli anni '80, i ricercatori hanno scoperto che quando una molecola di gas colpisce un sensore attraversato da una corrente, la resistenza elettrica del sensore cambia; se questa variazione di resistenza viene analizzata con il giusto software e convertita in un punto in coordinate, è possibile ottenere informazioni sulla molecola di gas dal proprio database. Questo processo è simile a quello che avviene nel naso umano, che ha portato alla creazione di un dispositivo chiamato e-nose.

Ma l'olfatto umano è molto più sofisticato. La parte del rivestimento nasale chiamata epitelio olfattivo è responsabile del rilevamento delle molecole di odore che entrano dalle narici e sulla superficie delle cellule epiteliali olfattive ci sono circa 1.000 diverse proteine recettoriali di odori che rilevano le molecole di odore. Grazie a questi recettori, gli esseri umani sono in grado di distinguere tra 10.000 odori diversi, mentre per i nasi elettronici sono stati identificati solo una dozzina di sensori di recettori di odori.

Il primo naso elettronico commerciale è stato introdotto nel 1993 e utilizzava una serie di ossidi metallici come sensori di odore. I segnali elettrici provenienti da sei o 12 sensori venivano elaborati come dati e convertiti in un punto in coordinate. In seguito è stata utilizzata la plastica come materiale per i sensori, ma lo svantaggio è che non molte plastiche conducono l'elettricità, il che limita il numero di sostanze chimiche che possono essere rilevate. Recentemente, un gruppo di ricercatori ha sviluppato un nuovo tipo di naso elettronico. Mescolando particelle di carbonio con comuni materie plastiche come materiale di rilevamento, sono riusciti a condurre l'elettricità, rendendo possibile la creazione di un sensore in grado di rilevare più sostanze chimiche utilizzando una varietà di materie plastiche.

Se un naso elettronico diventasse pratico, avrebbe molti usi diversi. L'olfatto umano è molto buono, ma non è sempre coerente e, poiché non possiamo quantificare l'intensità degli odori, non possiamo seguire quantitativamente la loro variazione nel tempo. Tuttavia, ci sono molte sfide che devono essere affrontate prima che i nasi elettronici possano diventare un vero e proprio "naso artificiale" in grado di sostituire il naso umano. I nasi elettronici attuali reagiscono spesso a sostanze che l'uomo non è in grado di percepire, mentre gli odori abbastanza forti da essere notati dall'uomo passano spesso inosservati. Inoltre, la sensibilità dei sensori si aggira solitamente intorno a 1 ppm (parti per milione), molto al di sotto dell'olfatto umano. E solo poche decine dei sensori sviluppati finora hanno applicazioni pratiche. Per essere un sensore, il legame con la molecola volatile deve essere transitorio, la molecola del sensore non deve deformarsi e la stessa molecola deve dare lo stesso segnale indipendentemente dal momento in cui viene misurata.