Anonim

Glasgow'n yliopiston teknillisen korkeakoulun insinöörit kuvasivat kuninkaallisen kemian yhdistyksen Nanoscale-lehdessä julkaistussa artikkelissa, kuinka he rakensivat pienen maistajan (joka on liian pieni paljain silmin nähdä), jonka hyödyntää kullan ja alumiinin optisia ominaisuuksia juomien testaamiseksi.

'Uudelleenkäytettävät makuherkut'
Image

Artikkelissa todetaan, että "metalliset nanorakenteet ovat ihanteellisia ehdokkaita optisille kielilaitteille niiden kemiallisen stabiilisuuden, plasmonisen resonanssin herkkyyden vuoksi ympäristömuutoksille ja helpon kemiallisen toiminnallisuuden ansiosta".

Uudelleen käytettävä "kieli" toimii kahden metallin submikroskooppisilla viipaleilla, jotka on järjestetty ruudukkokaavioon, ja jotka toimivat "makuhermoina".

Kokeissa tutkijat kaatoivat viskinäytteitä makuhermojen päälle - jotka ovat noin 500 kertaa pienemmät kuin heidän ihmisen ekvivalenttinsa - ja mittasivat kuinka ne absorboivat valoa upotettaessa.

Se sovelsi bimetallikieltä erilaistamaan viskejä, mukaan lukien Glenfiddich, Glen Marnoch ja Laphroaig, tarkkuudella> 99, 7% lineaarisen syrjivän analyysin (LDA) avulla.

Tilastollinen analyysi hienoisista eroista siinä, kuinka keinotekoisen kielen metallit absorboivat valoa (plasmoninen resonanssi), antoivat joukkueelle mahdollisuuden tunnistaa erityyppiset viskit.

Glasgow'n yliopiston tutkija ja paperille johtava kirjailija tri Alasdair Clark kertoi BeverageDailylle, että projektin tutkimus- ja kehitystyö kesti noin vuoden ja tekniikka on hyvin varhaisessa vaiheessa.

” Olemme testanneet sitä vain sisäisesti, omien tutkijoidemme kanssa. Olemme kuitenkin avoimia työskentelemään minkä tahansa yrityksen kanssa, joka haluaa viedä tämän tuotekehitysvaiheeseen. Tieteellisenä tutkimusryhmänä tämä ei kuitenkaan ole keskittymisemme ”, hän sanoi.

” Kielet on suunniteltu uudelleenkäytettäviksi laitteiksi sovelluksesta riippuen. Jos se myydään, todennäköisin muotokerroin olisi kieli, joka on integroitu kannettavaan koteloon, joka sisälsi myös spektrometrin, valonlähteen ja siihen liittyvät optiset komponentit.

Image

” Käyttötavasta riippuen sinulla voi olla yksittäisiä, kertakäyttöisiä kieliä, jotka asetetaan laitteeseen (ja sitten poistetaan laitteesta), tai sinulla voi olla pysyvästi sijaitseva kieli, joka” pestään ”jokaisen käytön jälkeen. ”

Clark lisäsi 'keinotekoiset kielet' jo olemassa, ja niiden valmistamiseksi on paljon erilaisia ​​tapoja.

” Olemme erikoistuneet nanomittakaavan materiaalien rakentamiseen, jotka reagoivat valoon. Näimme tilaisuuden rakentaa keinotekoinen kieli, joka toimi näiden periaatteiden pohjalta. Uskoimme, että voimme tehdä sellaisen, joka on hiukan pienempi ja monimutkaisempi (keinotekoisten makuhermojen koostumuksen suhteen) kuin ennen oli nähty .

> 99, 7% tarkkuus
Image

” Kieli pystyi maistamaan juomien erot yli 99-prosenttisella tarkkuudella. Se kykeni poimimaan hienompia eroja saman tynnyrissä vanhennetun viskin välillä ja kertomaan eron saman viskin välillä, joka oli vuotiaana 12, 15 ja 18 vuotta . "

Clark sanoi, että joukkue päätti kutsua tekniikkaa "keinotekoiseksi kieleksi", koska se toimii samalla tavalla kuin ihmisen kieli - kuten me, se ei pysty tunnistamaan yksittäisiä kemikaaleja, jotka tekevät kahvin mausta erilaista kuin omenamehu, mutta se voi helposti kertoa eron näiden monimutkaisten kemiallisten seosten välillä.

" Emme ole ensimmäiset tutkijat, jotka ovat tehneet keinotekoisen kielen, mutta olemme ensimmäisiä, jotka ovat tehneet yhden keinotekoisen kielen, joka käyttää kahta erityyppistä nanomittakaavan metallin" makuhermoja ", joka tarjoaa lisätietoja kunkin näytteen" mausta " ja mahdollistaa nopeamman ja tarkemman vastauksen ”, hän lisäsi.

Tutkijat keskittyivät viskiin osana koetta, mutta laitetta voidaan käyttää minkä tahansa nesteen "maistamiseen", mikä tarkoittaa, että sitä voidaan käyttää moniin eri sovelluksiin.

Sen lisäksi, että sitä voidaan käyttää väärennettyjen alkoholien tunnistamiseen, sitä voitaisiin käyttää elintarvikkeiden turvallisuuden testaamiseen, laadunvalvontaan, turvallisuuteen ja muihin alueisiin, joilla kannettava, uudelleenkäytettävä maistamismenetelmä olisi hyödyllinen.

Paperi, jonka otsikko on "Viskin maistelu kaksimetallisen nanoplasmonisen kielen avulla", julkaistaan ​​Nanoscale-lehdessä.

Raportin päätelmät: "Olemme esittäneet uudelleenkäytettävän bimetallisen nanoplasmonisen kielen, jolla on kaksi erillistä resonanssipiikkiä aluetta kohti ja jonka ortogonaalisia pintakemioita voidaan selektiivisesti modifioida" maku "-herkkyyden virittämiseksi.

"Nämä ainutlaatuiset ominaisuudet ovat antaneet meille mahdollisuuden puolittaa sekä anturin koko että tarvittava tiedonkeruuaika tarjoamalla edelleen tietojoukkojen ryhmittelyä PCA: lle ja onnistuneen luokituksen lineaarisella syrjivällä analyysillä (LDA).

"Tämä on monipuolinen järjestelmä, joka mahdollistaa korkealaatuisten nanoplasmonisten kielten kehittämisen mihin tahansa sovellutukseen valittujen pinta-ligandien ja / tai plasmonimetallien yksinkertaisin muutoksin tuottamaan uusia antureita, joilla on ainutlaatuiset kemialliset vasteet.

"Tämä uusi lähestymistapa keinotekoiseen kielisuunnitteluun voi vauhdittaa kannettavien laitteiden kehittämistä sovelluksiin, joissa käytetään hoitodiagnostiikkaa, väärennösten havaitsemista arvokkaista juomissa, ympäristön seurantaa ja puolustusta".

Glasgow'n ja Strathclyden yliopistojen insinöörien ja kemistien suorittamaa tutkimusta tuki Leverhulme Trust, Engineering and Physical Sciences Research Council ja Biotechnology and Biological Sciences Research Council.

Lähde: The Royal Society of Chemistry 2019

Tutkijat: Insinööritieteiden korkeakoulu, Glasgow'n yliopisto

DOI: 10.1039 / c9nr04583j

Vastaanotettu: 29. toukokuuta 2019,