Як миші шукають вибухівку
Отруєння газом - одне з найбільш частих фатальних отруєнь, надають сильну токсичну дію на головний мозок, а також інші найважливіші органи і системи людини. Причому є отруйні отруйні гази без запаху. Останні особливо небезпечні, оскільки їх концентрацію в атмосфері без відповідних приладів визначити неможливо. А є смертельно небезпечні гази з приємними запахами. Наприклад, зарин можна сплутати з ароматом квітучої яблуні. Ще одним отруйною речовиною з оманливим рослинним запахом є люїзит - у нього запах герані. Можна померти і від вдихання парів синильної кислоти, у якій запах гіркого мигдалю. І таких прикладів багато. Причому отруйний газ використовують не тільки терористи: токсичні атаки застосовуються у військовій сфері, отруйні речовини викидають у повітря міські підприємства, вони надходять в небезпечних дозах від пожеж, а також просто від несправного побутового обладнання.
Дуже важливо вчасно виявити небезпечні речовини та їх знешкодити, і світові вчені над цим активно працюють. Так, дослідники з Массачусетського технологічного інституту (MIT) створили мобільний сенсор, здатний з максимальною точністю визначити наявність у повітрі токсичних газів і передати дані на пов'язане з ним пристрій. Сенсор подає сигнал про небезпеку за наявності усього 10 частин отруйного газу на 1 мільйон частин повітря. В момент контакту з токсичною речовиною вуглецеві нанотрубки всередині сенсора звільняються від стримуючого їх матеріалу і активують технологію NFC (дозволяє здійснювати безконтактний обмін даними між пристроями), яка пов'язується зі смартфоном.
Інженери MIT планують поєднати прилад з технологією RFID, на основі якої створено наклейки, що застосовуються в супермаркетах щоб уникнути крадіжки товару. Компактні сенсори будуть вшивати у форму військових або працівників підприємств, пов'язаних з хімічною промисловістю. Так можна врятувати не тільки здоров'я, але і життя людей.
Схожий апарат створили бельгійські вчені з Центру хімії поверхонь і каталізу. Їх "електронний ніс", який легко інтегрувати в портативні пристрої, може не тільки виявити хімзброю, але і зіпсовані продукти. Причому автори розробки стверджують, що їх апарат самий чутливий в світі, здатний уловлювати гранично низькі концентрації речовин, аж до однієї молекули на трильйон.
Прилад зроблений з іонів металу, з'єднаних між собою органічними молекулами в тривимірні пористі структури. В такі пори можна включити частинки очищеної води, здатні поглинути з повітря окремі молекули токсичних газів. Зокрема, пристрій вбирає фосфати, які входять до складу пестицидів і нервово-паралітичних газів. Крім того, він аналізує складні суміші газів, які знаходяться в значно менших концентраціях. Передбачається, що прилад буде знаходити сліди хімічної зброї, включаючи зарин, а також виявляти залишки пестицидів в продуктах харчування.
Технологію легко використовувати, оскільки матеріал у вигляді найтоншої плівки можна наклеїти на будь-яку поверхню. Зараз автори інновації працюють над новим видом матеріалу, здатним "винюхувати" в диханні людини ознаки різних захворювань, включаючи онкологічні. Раніше вчені з'ясували, що у кожної хвороби є свій характерний запах, який може ідентифікувати спеціальні прилади, на кшталт "електронного носа".
А інженери з Університету Вашингтона в Сент-Луїсі розробляють чутливий до токсичних газів прилад на основі нюхового апарата сарани. Виявилося, що це комаха надзвичайно чутлива до запахів. Унікальність нового приладу в тому, що це буде біосенсор на основі природної системи, яка, на переконання вчених, істотно перевершують саму передову техніку. Таким чином, зрозумівши головний принцип роботи нюхового апарата тварини чи комахи, можна створити "електронний ніс" нового покоління.
На основі спостереження за сараною, інформації про те, як сенсорні сигнали від різних хімічних сполук обробляються в її мозку, і як вона ідентифікує конкретний запах, вчені створять сарану-кіборга. Крила комахи покриють особливим складом, який буде вловлювати леткі органічні сполуки з повітря, що також дозволить аналізувати його складу. Управлятися кіборг буде управлятися за допомогою пульта, активизирующего крила: так задається напрямок руху комахи. Тобто, їм можна управляти на відстані, що важливо в надзвичайних умовах, на зараженій місцевості, а також при проведенні військових операцій.
Ставку на біосистеми роблять і науковці з Міського університету Нью-Йорка. За допомогою інструментів генетичного редагування вони змінили геном мишей таким чином, що у них з'явилася підвищена здатність виявляти певні запахи. Як виявилося, миші можуть бути хорошими "нюхачами", оскільки мають 1200 генів, пов'язаних з ідентифікуючими запахи рецепторами нюху. Це приблизно стільки ж, скільки у собак, але у гібридних мишей нюх, як мінімум, втричі краще.
Генетично змінені гризуни зможуть розпізнавати токсичні гази самої різної концентрації, відчути по запаху вибухівку і знаходити міни. В перспективі їх також "налаштують" на ухвалу по запаху хвороби. Причому технологія почне застосовуватися вже найближчим часом. Генетики заявили, що розробка готова до використання і навіть створили компанію MouSensor для масового випуску" генномодифікованих мишей-"нюхачей".
