Электронный «НОС»

Станислав Зигуненко| опубликовано в номере №1314, февраль 1982
  • В закладки
  • Вставить в блог

Разговор наш начался так: кандидат биологических наук Александр Королев попросил показать мой портфель.

— Нет-нет, открывать не надо. Я и так узнаю, что в нем находится. – И он стал подносить одну за другой тонкие гибкие трубочки-зонды, которые тянулись от установки, внешне ничем не примечательной.

— По всей вероятности, у вас здесь лежат книги или журналы. Словом, печатная продукция, – сказал Королев через минуту.

— Верно, – удивился я. – Две книжки, журнал и блокнот. А как вы это узнали?

— «Пурга» помогла. Впрочем, она не только это умеет. – И Королев с помощью зондов стал дальше обследовать портфель.

— Дня три назад здесь побывала копченая рыба. А еще раньше лежали стиральный порошок и крем для обуви...

— Вот так «Пурга»...

— Это сокращение слов «полупроводниковое устройство для газового анализа». Проще говоря – это электронный нос, рукотворная собака-ищейка...

Способность человека различать запахи не отличается особой остротой. Многие представители животного мира – собаки, кошки, насекомые – намного превосходят нас остротой чутья. Но все же и мы умеем распознавать достаточно много запахов. Чем пахнет? Луком. Розой. Бензином...

Однако до недавнего времени люди до удивления мало знали о чувстве обоняния. Описать какой-либо запах мы могли, только сравнив его с каким-нибудь другим, всем известным. Да и у науки не было возможности измерить силу запаха, как, скажем, мы измеряем силу света. Много непонятного было и в природе запахов. Хотя «ароматических» гипотез изобретено немало.

Еще Лукреций, автор поэмы «О природе вещей», написанной свыше двух тысяч лет назад, предложил первое объяснение чувству обоняния. Он считал, что в полости носа есть маленькие поры, различные по своим размерам и формам. Всякое пахучее вещество, полагал Лукреций, испускает крошечные частицы свойственной ему формы. Запах воспринимается, когда частицы входят в соответствующие поры полости носа, словно ключ в замочную скважину.

Позднее природу запахов ученые попытались объяснить особенностями химического состава вещества. Частицы Лукреция получили название молекул. Каждая молекула, дескать, имеет свою пространственную форму, отсюда и разница запахов. Однако довольно скоро выяснилось, что в природе есть немало веществ-родственников, которые имеют почти одинаковое пространственное строение молекулы, состоят из одних и тех же атомов, а пахнут совершенно по-разному. Видимо, дело тут не так-то просто...

— При обнаружении запаха, – продолжает рассказ Королев, – мы увеличиваем приток воздуха в верхнюю часть носа, к двум углублениям, в которых располагаются органы обоняния. Они состоят из двух участков желтоватой кожи, площадью около шести квадратных сантиметров каждый. Эта ткань пронизана нервными волокнами. Молекулы пахучих веществ раздражают нервные окончания, и те, в свою очередь, посылают сигналы в обонятельную луковицу. Оттуда сигналы транслируются в высшие мозговые центры, где суммируются и перерабатываются в характеристики запаха.

— Но как же все-таки это делается? – спросил я.

— Теория «замка и ключа» оказалась верной лишь при самом первом приближении, – сказал Королев. – Пахучее вещество действительно должно обладать рядом определенных свойств. Скажем, оно должно быть летучим, только тогда его молекулы достигнут органов обоняния. Что же касается формы молекул... Исследования с помощью современных методов стереохимии – рентгеновских лучей, инфракрасной спектрометрии, электронно-лучевого зондирования – показали, что между формой молекул и ее запахом нет такого уж строгого соответствия.

Распознавание запаха идет в несколько этапов. Рецепторы – чувствительные клетки живого организма – покрыты специальными пленками – мембранами.

– Примерно такие же мембраны, только искусственные, сделанные из полимеров, и были применены в «Пурге», – сказал в заключение Королев. – Внешне эти мембраны представляют собой тонкие лепестки разноцветных пленок. Пленки эти устанавливаются в измерительные ячейки. Сквозь них и проходит поток газа или жидкости, которые нужно подвергнуть анализу. Получается как бы искусственный рецептор, взаимодействующий с пахучим веществом подобно природному. В результате контакта пахучего вещества и пленки меняется электрический заряд на ее поверхности. Изменение заряда улавливается и обрабатывается электронной аппаратурой. В результате формируется сигнал, который затем фиксируется на ленте самописца...

Анализируя этот сигнал, ученые и узнают, какое именно вещество вступило в контакт с той или иной мембраной.

Искусственный нос может найти себе применение во многих отраслях промышленности. Химикам он даст возможность быстро и точно осуществлять анализ вступающих в реакции веществ. С помощью подобной портативной установки можно оперативно выяснить, какими именно веществами загрязняется атмосфера той или иной части города, а стало быть, и сразу отыскать нарушителя санитарных норм. Заинтересовались «Пургой» медики и криминалисты. Первые считают, что многие болезни, такие, например, как тонзиллит, дифтерит, подагра, имеют специфические запахи, которые могут быть зафиксированы анализаторами. Криминалистов же привлекает возможность использовать вместо живой ищейки электронную... Словом, «Пурга» нужна многим!

  • В закладки
  • Вставить в блог
Представьтесь Facebook Google Twitter или зарегистрируйтесь, чтобы участвовать в обсуждении.

В 12-м номере читайте об авторе бессмертной сказки «Аленький цветочек»  Сергее Тимофеевиче Аксакове, об истории возникновения железнодорожного транспорта в России, о Розалии Марковне Плехановой – жене и верном друге философа, теоретика марксизма, одного из лидеров меньшевистской фракции РСДРП, беседу с дочерью Анн Голон Надин Голубинофф, которая рассказала много интересного о своих родителях и истории создания «Анжелики», новый детектив Георгия Ланского «Мнемозина» и многое другое.



Виджет Архива Смены