E-nose – Elektronisk kunstig næse kan opdage kræft
Nanoteknologi kan bruges til at lugte med. Forskere er i gang med at udvikle en elektronisk kunstig næse, som kan bruges til alt fra at finde gammel mælk i køleskabet til at opdage kræft.
For at detektere lugt er det nødvendigt, at sensoren måler den unikke gassammensætning som en duft består af. Måden e-nose finder ud af hvilke gasser, der er i luften, bygger på at bruge de såkaldte nanowirer, som er lange tråde af tinoxid (SnO2). Disse tråde ligger, filtrede ind i hinanden, på en elektrode. Når der kommer gasmolekyler ned til overfladen af
nanowirer
, vil spændingen på elektroden ændre sig. Denne ændring kan man aflæse og herfra danne et signalmønstre. Det smarte er, at hver gassammensætning danner et bestemt signalmønster. Da hvert signalmønster er unikt i forhold til gasserne i luften, kan man ud fra signalet bestemme, hvilken duft vi har med at gøre. Dermed har vi nu vores elektroniske kunstige næse. :o)
Billede til venstre er en illustration af hvordan mennesker lugter. Til højre er vist elektroder af nanowirer, som forskerne bruger til at lave den kunstige næse.
Hvad vil du kunne bruge sådan en kunstig næse til? Dette har Lasse Christensen fra
Vidensbank for Intelligente Produkter
undersøgt. Lasse skriver i sin artikel ”
Fremtiden lugter
”, at du blandt andet kan bruge e-nose til at finde ud af, om mælken i køleskabet er blevet for gammel. E-nose kan simpelthen opdage, de duftstoffer gammel mælk udsender, og så fortælle at nu skal du smide mælken ud.
Men den efter min mening mest overraskende anvendelse af den kunstige næse er inden for diagnostik af forskellige lungesygdomme. Man har fundet ud af at udåndingsluften fra syge og raske personer adskiller sig fra hinanden. Dette kan man bruge ved at lade den elektroniske næse til at lugte til udåndede luft fra både raske og syge. Herefter finder et computerprogram et mønster i, hvordan lugten hos de syge adskiller sig fra de raske. Dette mønster kan så bruges til at detektere lungebetændelse, astma eller lungekræft.
En spændende anvendelse af ny teknologi er at lave kunst ud af det. Det har den japanske kunstner
Sachiko Kodama
gjort ved at anvende en såkaldt ferrofluid, som er en væske der indeholder magnetiske nanopartikler. Da partiklerne er meget små bliver partiklerne opløst i væsken, og dermed er væsken magnetisk. Ret vildt.
Se filmen herunder:
Her en endnu en flim, som illustrerer brug af ferrofluids:
Jeg forsker selv i hvordan man kan lave ferrofluid bestående af
magnetiske nanopartikler
. Disse partikler bruger jeg dog ikke til kunst, men til at forsøge at behandle kræft på et tidligt stadie.
Den næste måned har vi
techsperience
tema om hvordan teknologi kan give dig nye oplevelser. Så følg med her på nanobloggen (
RSS feed
)
Herunder er en en kort video om hvordan forskere med DNA kan bygge mange forskellige strukturer. Paul Rothemund viser hvordan han kan programmer DNA til kan lave mikroskopiske ansigter som selvsamler sig selv.
Jeg faldt lige over dette indslag på YouTube om nanoteknologi på Aalborg Universitet. Den korte film fra TV2/NORD giver et godt intryk af hvad nanoteknologi er, og hvordan man arbejder med nano på Aalborg Universitet.
Filmen viser blandt andet hvordan man med nanoteknolgi kan lave en sensor til opdagelse af prostatakræft. Desuden sætter filmen fokus på, at virksomheder også er interesseret i nanoteknologi. Virksomheden Fibertex er en af de virksomheder der samarbejder med nanoforskerne om at udvikle bedre materialer.
Det har længe været en drøm for nanoteknologien at skabe robotter, der kan bruges til at manipulere med ting på nanoskala. Denne drøm er nu kommet tættere på en realitet. En gruppe forskere fra DTU og University of Oldenburg, UO, har i fællesskab udviklet et nyt redskab, som kan bruges til at flytte molekyler på nanoskala.
Forskergruppen har skabt en robot, som har en såkaldt fangearm, der kan gribe fat i strukturer på nanoskala og placere dem et vilkårligt andet sted. Man har integreret et 3D elektron mikroskop i apparatet, hvilket muliggør at man kan følge begivenheden, mens armen griber om den ønskede nanostruktur og flytter den.
Nedenfor ses en video om, hvordan robottens arm virker og hvad dette f.eks. kan bruges til. I videoen vises og forklares, hvordan man kan gribe et kulstofnanorør med armen og placere det på spidsen af et Atomar Kraft Mikroskop (AFM).
Vores evne til at fremstille molekylære strukturer og til at manipulere atomer og molekyler til stadig større grad af præcision forbedres hele tiden. I artiklen
”at bygge stof atom for atom II”
ses nærmere på nogle andre metoder og redskaber, der udvikles i dag til at fremstille funktionelle nanostrukturer.
Man kan læse mere om robotten til nanoteknologi som DTU har været med til at udvikle
her.
Et forskerteam anført af Ludwig Bartel har videreudviklet en nanomaskine, som bevæger sig lineært hen over en kobberoverflade i en forudbestemt retning. Denne nanomaskine er i stand til at binde to CO2 (Carbondioxid) molekyler og virker derfor som en nanotransport maskine, der muliggør selektiv transport af CO2.
Selve nanomaskinen består af den organiske kemiske forbindelse kaldet Anthraquinone. Dette er et organisk molekyle opbygget af relativt få atomer, og indeholder bl.a. to aromatiske ringe.
Forskerteamet har vist at Anthraquinone kan binde op til to CO2 molekyler, men hastigheden for bevægelsen henover overfladen afhænger af antallet af bundne CO2 molekyler. Ved binding af et CO2 molekyle går bevægelsen cirka halvt så hurtigt, som det gør for det frie Anthraquinone molekyle.
