Cercetătorii combină simțul olfactiv al lăcustelor cu nanomateriale pentru a detecta mai multe substanțe chimice
Cercetătorii de la Universitatea Washington din St. Louis au dezvoltat un sistem hibrid de detectare chimică ce îmbină capacitatea olfactivă naturală a lăcustelor cu nanomateriale, potrivit unui studiu publicat în revista Advanced Materials. Rezultatele arată că insectele dotate cu un strat de nanomateriale au depășit atât lăcustele neechipate, cât și senzorii chimici sintetici în detectarea unor game mai largi de mirosuri.
Sistemul olfactiv al lăcustei este extrem de sensibil și poate percepe mirosuri slabe care îi ghidează comportamentul, însă, chiar și cu aproximativ 50.000 de neuroni olfactivi în fiecare antenă, insecta nu poate identifica o varietate suficient de mare de compuși chimici. Senzorii sintetici, pe de altă parte, sunt foarte precisi pentru anumite substanțe, dar nu se descurcă la fel de bine ca organismele vii în deplasare. Ideea cercetătorilor a fost să combine cele două abordări pentru a acoperi o plajă mai largă de detectare.
Echipa a aplicat pe antenele sau aripile lăcustelor o spumă ultraușoară și foarte poroasă din colagen, care acționează ca un substrat pentru împrăștierea Raman amplificată la suprafață (SERS). Această tehnică intensifică semnalul moleculelor aflate pe sau în apropierea suprafețelor metalice nanostructurate și este utilă în special pentru detectarea urmelor de substanțe chimice. Stratul nu a afectat celelalte funcții ale insectei.
În cadrul testelor, sistemele hibride au reușit să detecteze o gamă mai variată de mirosuri, inclusiv semnătura chimică a TNT-ului, fără a perturba funcțiile normale ale lăcustelor. Potrivit cercetătorilor, spuma atașată de antenă ajută la identificarea unor specii chimice anume, iar cele două componente se completează reciproc.
Autorii studiului notează că o provocare importantă în detectarea chimică este că cercetătorii nu știu adesea ce molecule caută. Aplicațiile vizate sunt cele în care oamenii nu pot ajunge sau supraviețui, cum ar fi zonele de cutremur sau câmpurile minate, unde insectele ar putea cartografia rapid urmele chimice înainte ca echipele de intervenție să intre în scenă.
