Kretsen som känner papprets lukt

Själva namnet elektronisk näsa myntades 1982 av de forskare som då uppfann tekniken bakom näsan. Men det är viktigt att komma ihåg att det här inte är någon riktig näsa, utan kemiska sensorer känsliga för komplicerade gasblandningar, säger Fredrik Winquist, vid S-Sence, dvs Centrum för bio- och kemisk sensorvetenskap och teknologi vid Linköpings universitet.

Den elektroniska näsan utnyttjar speciella elektroniska komponenter: gaskänsliga fälteffekttransistorer. Transistorernas känslighet för olika gaser kan påverkas, bl a med hjälp av katalytiska metaller. I den färdiga näsan monteras en rad transistorer, känsliga för olika gaser. Uppbyggnaden liknar på sätt och vis det mänskliga luktsinnets. Skillnaden är att forskarna i Linköping använder sig av sensorer som kan vara känsliga för både fler och andra slags gaser än de som finns i en mänsklig näsa. Däremot innehåller människans näsa långt fler sensorer, totalt sett.

Signalerna från den elektroniska näsan analyseras av en dator. Mätvärdena jämförs med kalibreringsvärden – näsan har från början fått lukta på kända gasblandningar. På så sätt kan näsan känna igen speciella lukter, avgöra om något luktar som det ska, osv. Linköpingsforskarnas version – det finns olika varianter av den elektroniska näsan bland forskare världen över – har använts för att lukta på allt mellan köttfärs och papper.

Många gasblandningar som den elektroniska näsan kan upptäcka är helt luktfria för människan. Men den mänskliga näsan är långt mer dynamisk och komplex än den elektroniska versionen. På senare år har man kunnat visa att människonäsan inte bara passivt registrerar lukter, utan dessutom aktivt styrs av hjärnan. Lukt är också kopplat till andra sinnen. Att säga att något luktar gott är mer komplicerat än att känna igen en viss gasblandning.

Kvalitetskontroll och övervakning av olika processer, t ex i läkemedelsindustrin, är den viktigaste användningen som Fredrik Winquist kan se. Någon utbredd användning finns inte ännu. Men det går att köpa kommersiella versioner av näsan, bl a från ett bolag avknoppat från Linköpingsforskarnas institution.

Näsa för smak

Forskarna i Linköping har också börjat arbeta med ett nytt slags sensor – för vätskor. Analogt med näsan kallas den nya sensorn för elektronisk tunga.
– Grundprinciperna är desamma som för näsan, men i stället för gaskänsliga effekttransistorer utnyttjar vi speciella elektroder med katalytiska metaller. Liksom i näsan använder vi en rad sensorer och samma metoder för att analysera data från sensorerna, berättar Tina Krantz-Rülcker, en annan av forskarna i Linköping.

Vad ska då tungan användas till? Är det slut med mänskliga smakpaneler?
– Nej, knappast. Precis som för näsan är tungan ingenting som egentligen ska jämföras med människans sinnen. Och precis som för näsan handlar det mycket om industriella tillämpningar.

Forskningen om artificiella sinnen Finansieras bl a av Stiftelsen för Strategisk Forskning, SSF, NUTEK, Teknikvetenskapliga Forskningsrådet, TFR och ett stort antal företag.