還記得狗狗是怎麼聞東西的嗎？它們靠近物體、鼻翼不斷翕動、短促快速的吸氣——那可不是吸氣而已，它們在「嗅聞」。
我們人類也需要探測氣體，比如探測TNT炸藥什麼的。除了提升探測器的「嗅覺」，我們能不能也學習下狗狗聞東西的方式呢？
狗聞東西感覺那麼靈敏，其嗅覺之發達是主因。另一個重要因素是其鼻子的形狀和嗅聞的動作。馬裡蘭州美國國家標準技術研究所的Matthew Staymates及同事利用一個3D列印的狗鼻子模型，研究了犬類嗅聞的外部空氣動力學。論文發表在《科學報告》上。
3D列印使用的模型。
儀器記錄的氣體擾動。
他們發現，和連續吸氣相比，這兩者使其嗅聞物品時收集氣體分子的效率大大提高。作者還用他們的發現為爆炸物探測器製作了一個能像狗一樣嗅聞的氣體入口。
嗅聞的秘訣不僅僅是嗅，連呼氣部分都藏有玄機。在氣體流動可視化實驗中，作者發現在嗅聞的呼氣階段，離開鼻子的氣流會將鼻前飽含蒸氣的氣體引入鼻孔中。比起連續吸氣，鼻子在嗅聞時的氣體探測能力增強了18倍。
嗅聞時氣流的運動。Staymates et al.
根據他們的發現，作者為一種市面上有售的蒸氣探測系統設計了一個模擬狗鼻空氣動力學原理的定製氣體入口。他們發現，比起連續吸入空氣（氣體探測器的常規運作方式），採用嗅聞方式將探測TNT炸藥氣體的能力提升了16倍。
作者指出，從狗狗身上學到的這些知識或許有助於開發新一代氣體採樣儀，以探測爆炸物和毒品。或許將來，你就會遇到手持全新的氣體探測器的安檢人員，他們手裡全新的探測器像狗狗一樣不斷的嗅著你的行李箱……
點擊「閱讀原文」閱讀論文
Biomimetic Sniffing Improves the Detection Performance of a 3D Printed Nose of a Dog and a Commercial Trace Vapor Detector
nature.com 官方微信
中國及世界科技出版業有哪些最新動態？
如何在Nature及其子刊上發表論文？
自然科研有哪些新的產品及服務適合你？
長按二維碼關注我們。
微信號：macmillan-nature