Тайны электронного обоняния или куда совать умный нос: лекция профессора Татьяны Кучменко

«Единственная среда, с которой человек непрерывно контактирует, – это воздух – сложная смесь соединений естественного и антропогенного происхождения. Воздух является отпечатком всех контактирующих с ним систем, который напрямую воздействует на обонятельную систему человека и животных. Этот отпечаток называется запахом», – доктор химических наук, профессор РАН, заведующая кафедры физической аналитической химией Воронежского государственного университета инженерных технологий (ВГУИТ) Татьяна Кучменко рассказала школьникам о том, что такое запах и могут ли его распознавать (а главное, зачем) специальные умные устройства.

Спикер объясняет: запах, по сути, не что иное, как летучие молекулы, которые вместе с воздухом попадают в нашу носовую полость, растворяются и таким образом действуют на обонятельные рецепторы. Правда, они не всегда могут отличить натуральные запахи от искусственных, хорошие от плохих, распознать опасные химические вещества или летучие соединения, сопровождающие испорченные продукты питания. Решение этой проблемы ученые нашли в создании умных электронных устройств – мощных анализаторов запахов или так называемых «электронных носов», оснащенных сверхчувствительными сенсорами. К слову, у истоков уникальной разработки в России стояла сама Татьяна Кучменко.

«Не все, что вкусно пахнет, можно есть.  Человеческий нос никогда не сможет в полной мере уловить те запахи, которые анализирует наше устройство. И важность разработки системы искусственного обоняния прежде всего связана с необходимостью получения информации о состоянии воздуха, пищевых и непищевых продуктов».

Например, запах синтетических ароматизаторов, напоминающих фрукты и ягоды, кардинально отличатся от природных эталонов. И если человеческий нос распознать эту разницу не сможет, то электронный – в два счета. 

«Конечно, это важно: понимать, какой продукт перед тобой лежит. И прибор, который изобрели ученые-химики, не только "чувствует" подвох, но и выясняет, какие именно ароматы исходят от продуктов. «Электронные носы» – это измерительные устройства нового поколения, созданные на основе газочувствительных сенсоров, в которых принципиально изменена интерпретация аналитической информации», – объясняет Кучменко.

Но область применения разработок, оснащенных такими сенсорами, заключается не только в анализе пищевых продуктов полуфабрикатов, сырья, конструировании рецептур, оптимизации добавок. Например, устройства могут использоваться в экологическом мониторинге (анализ непищевых материалов, пластмасс, зубных протезов, изделий бытовых, строительных материалов, сточных и талых вод) и медицинской диагностике (оценка состояния, идентификация возбудителей, динамика терапии).

Умное устройство может служить прибором, измеряющим и идентифицирующим запаховый портрет человека – его метаболом, который по своему фундаментальному значению подобен геному.

«Прибор может диагностировать легколетучую часть метаболома человека, выделяемого через кожу. Это значит, что с помощью «электронного носа» ученые, например, по одному запаху крови смогут выявлять заболевания у людей и животных», – рассказывала педагог.  

По словам Кумченко, технология «электронных носов» совершенно уникальна. И хотя ученым еще есть над чем работать, эта система, безусловно, сможет стать неотъемлемой частью персонализированной медицины будущего.