Væskedynamikforskere i USA har oppdaget at tilførsel av en 3D-trykt hundesnut på enden av dysen til en eksplosivdetektor forbedrer ytelsen betydelig.

Matthew Staymates, som ledet forskningen ved US National Institute of Standards and Technology, ble inspirert av den "aktive sniffing" teknikken som hunder utfører når de vil lukte noe. Ifølge høyhastighetsbilder, utmerker hundene først og deretter innhalere skarpt for å fylle nesen med aromaer, klar til dekoding med ca 300 millioner reseptorceller.

Så, ved hjelp av en 3D-skriver, utviklet Staymates en dyse for en eksplosivdetektor som etterliknet de ytre egenskapene til nesen til en kvinnelig labrador retriever - inkludert formen, retningen og avstanden til neseborene.

En labrador er utrolig utviklet nese

Stigende store avstander

Ved testing var luftprøveutførelsen av den "aktive sniffende" hundenesen mellom fire og 18 ganger bedre enn en tradisjonell detektor som er avhengig av kontinuerlig suging, avhengig av avstanden til dampkilden.

“Hunden er et aktivt aerodynamisk prøvetakingssystem som bokstavelig talt når ut og griper luktstoffer,” Staymates. “Den bruker væskedynamikk og entrainment for å øke sin aerodynamiske rekkevidde til å prøve dampe i stadig større avstander. Bruk av dette bio-inspirerte designprinsippet kan føre til betydelig forbedrede dampsamplere for å oppdage eksplosiver, narkotika, patogener og til og med kreft.”

De utstyrt deretter en kommersielt tilgjengelig detektor med en bio-inspirert 3D-trykt innstrømning som tillot det å snuse som en hund, i stedet for å inhalere en gang i ti sekunder som det normalt ville gjøre. Denne bryteren resulterte i en 16-ganger forbedring i luktdeteksjon på en avstand på fire centimeter.

Fantastisk kjemisk sampler

“Deres utrolige luftkonsentrasjonseffektivitet er en grunn til at hunden er en utrolig kjemisk sampler,” Staymates sa. “Det er bare et stykke av puslespillet. Det er mye mer å bli lært og å etterligne når vi jobber for å forbedre sensitiviteten, nøyaktigheten og hastigheten til spor-deteksjonsteknologien.”

De fulle detaljene av arbeidet var i tidsskriftet Scientific Reports.

  • Denne dronen ble 3D trykt med elektronikken allerede inne