Künstliche Hundenase aus dem 3D-Drucker
Das raffinierte Konzept haben Staymates und seine Kollegen durch eine exakte künstliche Nachbildung einer Hundenase nachgeahmt und weiter erforscht, die sie aus Kunststoff im 3D-Druckverfahren erzeugt haben. Durch Luft-Technik verpassten sie dieser Nase auch den nötigen Schnüffel-Luftstrom. Wie Visualisierungen der Luftbewegungen verdeutlichten, ist der Zweck des Ausatmens eine Mobilisierung der Geruchsstoffe in Richtung der Nasenlöcher: Es entstehen beim ausgehenden Luftstrom Luftbewegungen, die letztlich dazu führen, dass auch weiter entfernte Partikel herbeigewirbelt werden und beim Inhalieren in die Nase gelangen. “Es handelt sich um ein aktives aerodynamisches System zur Probenahme, die sich buchstäblich Geruchsstoffe herbeiholt”, erklärt Staymates.
Auf der Basis dieser Ergebnisse entwickelte das Team dann einen bio-inspirierten Aufsatz für herkömmliche Riechstoffdetektoren. Diese technischen Riecher ziehen bisher zur Analyse nur Luft ein. Durch den Aufsatz verpassten die Forscher den Geräten nun also einen zusätzlichen Schnüffel-Effekt. Vergleiche zeigten: Die Erweiterung verbesserte die Riechstoffdetektion tatsächlich um einen Faktor von 16 bei einer Abstandsdistanz von vier Zentimetern zur Geruchsquelle.
Vom Hund lernen!
“Ihre unglaubliche Effizienz bei der Erfassung von Luft-Proben ist ein Grund, warum Hunde so erstaunlich gute chemische Detektoren sind”, resümiert Staymates. “Es ist aber immer noch nur ein Teil ihres Geheimnisses. Von den Hunden können wir noch viel mehr lernen”, betonte er. “Durch ihr Vorbild versuchen wir nun die Empfindlichkeit, Genauigkeit und Geschwindigkeit der Riechstoffdetektion weiter zu verbessern. So könnten die Möglichkeiten zur Erkennung von Sprengstoffen, Narkotika, Krankheitserregern und sogar von Krebs verbessert werden”, sagt der Wissenschaftler.
Video: Eine Visualisierung der Strömungseffekte verdeutlicht den Effekt des Schnüffelns auf die “Fahnen” einer Geruchsquelle. Credit: NPG Press
