一美分大小的仿生探测器可以识别不同气体的独特气味特征，这有助于检测食品新鲜度和产品假冒产品以及设计新化妆品。
一种新设备在激光束穿过气体时将其拆分并重新组合，以收集有关该气体中化学物质的信息
呼吸从早晨一杯咖啡中飘出的蒸汽，您可能会体验到石榴和白巧克力的香气。或者你可能不会。确定气味的感官品质是一项主观任务，但新技术正在寻求提供客观的方法。现在，使用一种模拟人类嗅觉过程的方法，研究人员开发了一种微型光子传感器，该传感器安装在硅芯片上，可以通过其化学特征识别气味。法国 Aryballe 的 Thierry Livache今年早些时候在SPIE Photonics Europe上展示了该传感器。该工具可以帮助行业确定柠檬是否新鲜到可以投放市场，新香水是否符合消费者的意愿，或者一瓶威士忌是假冒的。
每次吸气时，鼻子中的 400 个神经连接受体都会与空气中飘荡的数百万种不同的化学物质（称为挥发性有机化合物 (VOC)）中的一种结合。然后，鼻腔后部的神经元聚集来自这些受体的信号，并将检测到的整体化学特征传输到负责气味识别和情绪的大脑部分。然后，大脑会识别出这种气味特征或气味“指纹”，并根据您的经验为其分配一些香味描述词——柠檬味、花香、烟熏味。
存在光学和电子“人造鼻子”，它们可以使用被称为肽的生物启发受体来模拟这一过程，这些受体以网格形式排列在金属表面上。带有气味的气体中的 VOC 与肽结合，改变了下面的金属表面与光的相互作用。Livache 说，有了足够多的肽类型，这种设备就可以针对与其相互作用的每种不同气味产生独特的光响应。然后，模式识别电子设备可以通过将这些基于光的指纹与数据库中的模式进行匹配来识别它们的来源。生产生化传感器的公司 Aryballe 制造的此类探测器的早期版本体积庞大，并且采用昂贵的手持式扫描仪的形式。新设备改为安装在 22 毫米长和 4.7 毫米宽的硅芯片上。
该设备由 Livache 的团队和法国替代能源和原子能委员会 CEA-Leti 开发，通过监测它们在向下 128 个 460 nm 宽波导的光束路径中引起的变化来检测 VOC 的存在，其中一半其中嵌入了肽。波导成对分组，每对形成一个传感器。当光进入传感器并在末端重新组合时，被引导到一对中的光会被分裂。
每个传感器的设置使其左侧波导位于一个 2 µ m 深的井中，井中充满了肽受体。右边是一个不与气体样品相互作用的直通道。VOC 的存在使左光束的路径相对于右光束的路径发生偏移，从而改变了其相对相位。确切的相变取决于肽井中 VOC 的类型，从而使团队能够获得有关 VOC 化学组成的信息。
到目前为止，这种方法主要用于检测生物液体中的化合物，尽管它已被证明适用于含有一种或两种 VOC 的气体样品。通过添加多个传感器，在它们有机会扩散之前快速与 VOC 相互作用，Livache 的团队现在表明，他们可以成功地识别和区分 ppm 体积浓度下的七种不同气味。
CEA-Leti 的 Loic Laplatine 表示，由于可以快速、廉价地检测气体中的化合物，他“很高兴看到这些传感器如何应用于环境问题，例如减少食品腐败和改善废物管理。” Laplatine 与 Livache 合作开发新传感器的硬件。
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