Шотландские учёные из Университета Глазго разработали миниатюрное устройство, которое сможет различать вкус сортов виски и будет использовано для выявления контрафактной продукции. Создатели устройства утверждают, что оно найдет применение и во многих других областях.
Устройство представляет собой стеклянную пластинку, на которой смонтированы три отдельных массива из «искусственных вкусовых рецепторов» — квадратов примерно в 500 раз меньше человеческого вкусового рецептора, с боковыми сторонами 100 нм длиной. В каждом массиве два миллиона таких рецепторов.
«Рецепторы» бывают шести различных типов: три на основе золота и три на основе алюминия. Два типа имеют покрытие из чистого металла, в четырёх остальных на поверхности присутствуют различные химические вещества. Каждый из трёх массивов содержит один тип «золотых» и один тип «алюминиевых» рецепторов. Когда свет падает на массив, он взаимодействует с электронами на поверхности квадратов, что влияет на отражение света: в зависимости от поверхности на определённой длине волны в спектре отражённого света будут наблюдаться провалы.
Длина волны этих провалов зависит не только от типа поверхности, но также и от состава жидкости, окружающей рецептор. В результате каждая жидкость порождает свой «отпечаток» спектральных характеристик. Это означает, что устройство может использоваться для различения различных жидкостей — и даже идентифицировать их, если их спектральные характеристики уже известны. При этом устройство не определяет химический состав анализируемой жидкости.
Авторы сравнивают своё устройство с человеческим языком. «Ваш язык не может сказать вам, из чего состоит чёрный кофе, но он знает, на что похож чёрный кофе», — говорит ведущий автор исследования Аласдейр Кларк (Alasdair Clark). На испытаниях «искусственный язык» проверили при помощи семи сортов односолодового виски, воды, 40 % водки и раствора этанола в воде. Картина отражённого спектра оказалась различной для всех случаев, и в итоге устройство смогло отличить, например, образцы виски Glenfiddich 2- и 18-летней выдержки. Учёные считают, что используемый эффект связан с незначительными различиями в присутствии различных компонентов в виски.
Аласдейр Кларк. Фото: University of Glasgow/PA
«Изначально мы думали об этом как о способе контроля качества для производственной линии. Например, если вы производите яблочный сок и хотите убедиться, что яблочный сок, который вы делаете во вторник, такой же, как тот, который вы делали на прошлой неделе», — рассказывает Кларк. Теперь учёные полагают, что их «искусственный язык» может использоваться в самых разных областях, от выявления ядов до экологического мониторинга рек.
Разработка описана в статье в журнале Nanoscale.
