Café recién molido, Palomitas, residuos biológicos o humo - en el curso de la vida, llegamos a conocer diferentes aromas y gracias a nuestra nariz, los distinguimos e identificamos incluso sin ver su origen. Los científicos del Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT) han desarrollado un sensor al que se les pueden enseñar diferentes aromas. La "nariz electrónica" debe ser adecuada para el uso diario y para oler peligros potenciales, como cables humeantes o comida en mal estado, antes que un ser humano.

La nariz humana consta de unos diez millones de células olfativas con unos 400 receptores olfativos diferentes. Estos receptores perciben los aromas y generan un patrón de señal específico. El cerebro asigna el patrón de señal a un determinado olor. "Usamos la nariz biológica como modelo, "dice el Dr. Martin Sommer, quien coordina el proyecto Smelldect en el Instituto de Tecnología de Microestructuras de KIT. "En nuestra nariz electrónica, las nanofibras reaccionan a mezclas complejas de gases, es decir, aromas, y también generan patrones de señal, sobre la base del cual el sensor identifica los aromas. "El objetivo de Smelldect es desarrollar un sensor olfativo de bajo costo adecuado para la producción en masa y el uso diario.

La nariz electrónica solo tiene un tamaño de unos pocos centímetros. Contiene la electrónica necesaria, incluyendo la tecnología para evaluar los gases. La "nariz" consiste en un chip sensor equipado con nanocables hechos de dióxido de estaño en muchos sensores individuales. El chip calcula patrones de señal específicos a partir de los cambios de resistencia de los sensores individuales. Estos dependen de las moléculas en el aire ambiente, difieren por los diferentes aromas y, por eso, son característicos y reconocibles. Si se le ha enseñado un patrón específico al chip antes, el sensor puede identificar el olor en segundos.

Para iniciar el proceso, los investigadores utilizan un diodo emisor de luz que está integrado en la carcasa del sensor e irradia los nanocables con luz ultravioleta. Como resultado, la resistencia eléctrica inicialmente muy alta del dióxido de estaño disminuye, de manera que se puedan detectar los cambios de resistencia provocados por las moléculas responsables del olor y adheridas a la superficie del dióxido de estaño. "Cuando el sensor percibe un olor, la resistencia disminuye aún más. Si un olor desaparece, la resistencia eléctrica vuelve a aumentar hasta el nivel inicial y la "nariz" está lista para otras mediciones, "Dice Sommer.

El chip sensor puede aprender varios aromas diferentes y, por eso, se puede utilizar para varios fines:en el hogar para el control del aire ambiente o como detector de humo, durante las compras para saber qué tan fresco está el pescado o la carne, para controlar la calidad de p. ej. miel, o como la nariz de un robot. "La dificultad consiste en el hecho de que un aroma no siempre permanece igual. Por ejemplo, el olor de una rosa al sol difiere del de una rosa bajo la lluvia, "dice el físico." Actualmente, estamos entrenando la nariz electrónica para usos específicos que, sin embargo, pueden elegirse universalmente ".

Los científicos de KIT quieren desarrollar un sensor de bajo costo para el mercado masivo. "En el futuro, la punta electrónica podría incorporarse en todos los dispositivos eléctricos para evitar incendios de cables. O se puede utilizar en teléfonos inteligentes. Al ir de compras, todos pueden ir acompañados de su propia nariz electrónica altamente sensible, "Dice Sommer.

En lo que respecta a la fabricación y venta industrial, KIT cuenta con el apoyo de los socios del proyecto JVI Elektronik y FireEater. Ambos socios cooperaron con el KIT en el marco del proyecto de la UE "SmokeSense" ya en 2015 y desarrollaron una alarma de incendio inteligente basada en una nariz electrónica. Detecta gases de combustión y carbonización a baja temperatura y permite un análisis confiable para identificar el material en combustión.