在柏林心臟醫(yī)療中心,一個電子鼻在病房里日夜值班,監(jiān)視病人的健康。這臺機器在相關(guān)患者呼出的氣息中搜尋跡象,看其是否感染上了可以致命的病菌。因為通過呼吸傳出來的新陳代謝產(chǎn)物可以暴露人體內(nèi)細菌或者是菌類的痕跡。測量儀器上有一個特殊的硬質(zhì)表面,它可以結(jié)合這些新陳代謝產(chǎn)物,由此改變流經(jīng)測量儀器的電流。這些電流變化值,經(jīng)過與數(shù)據(jù)庫中的信息自動對比,護理人員可以很快得知患者感染了哪種病菌。而傳統(tǒng)的化驗手段往往需要大約兩天的時間才可以辨別出病菌種類。
電子鼻不僅在監(jiān)護病人方面,而且在烘烤咖啡豆時,也可以相助一臂之力,它能發(fā)現(xiàn)烘烤錯誤,或者被烘烤的食物是否已經(jīng)烤熟。另外,應用在汽車或者其他機械上,它還可以及時警告人們換機油,或者是及時發(fā)出火警,甚至還可以通過氣味的辨別,準確告知失火材料是塑料還是木材,以便消防隊更有針對性地滅火。
這臺電子鼻利用的是振動石英晶體,在它們的表面涂有一層薄薄的凝膠狀物質(zhì),氣味分子流經(jīng)涂層時,會潛入這一凝膠層,加重相應石英晶體的質(zhì)量,使得晶體的振動頻率略微減慢,而科學家們就可以對這一振動變化加以分析利用。這個科研小組的最新模型組合了6個振動石英晶體,其中每一個上面的凝膠物質(zhì)都略有不同,因此,它們所結(jié)合的新陳代謝物質(zhì)也就不同。
研究人員伯克爾解釋說:\"這個系統(tǒng)絕對不是一個現(xiàn)成的系統(tǒng),不是可以隨便拿來把一個未知的氣味放到它面前,然后這個機器就可以告知說,噢,這個氣味聞起來不錯,像草莓,或者是像櫻桃。實際應用之前,使用者必須先教會它辨別這些具體氣味。\"
伯克爾的電子鼻目前正在幾個地方試用,其中之一是一家給紙張鍍膜、烘干的工廠。將來,電子鼻可憑借工藝過程當中釋放出的氣味監(jiān)測是否由于溫度過高而生成令人反感的氣味。伯克爾解釋說:\"假如出現(xiàn)氣味難聞的情況,操作人員要么就得控制機器慢點運行,要么可以加上一個氣味過濾器。\"
伯克爾說,雖然他們的方法非常靈敏,僅僅十億分之四克的微量氣體就已經(jīng)可以顯示出明顯的效應。但是,從許多角度而言,人類的鼻子還將是遠遠優(yōu)越于機器鼻子的。比如說,人的鼻子對食品腐爛時所生成的一些氣味反應得就非常激烈。還有,聞上去味道很好的柚子氣味,即使它的濃度極其微小,人的鼻子依然可以聞出。原因在于:為了發(fā)現(xiàn)成熟而又營養(yǎng)豐富的果實,人類的祖先必須依賴他們的嗅覺。而這種特殊能力現(xiàn)代化學分析手段還達不到,電子鼻的效果也抵不上人類的鼻子。這些儀器更多地是為工業(yè)應用開發(fā)的,其最重要的特點是持續(xù)、可靠的功能。在這一點上技術(shù)超過了人類,因為時間長了,人的鼻子會疲倦,而機器是永遠不知疲倦的。