狗的鼻子與電子警犬

極其靈敏的狗鼻子

眾所周知：狗的鼻子特別靈。經過特殊訓練的狗。鼻子更加靈敏，能分辨二百萬種不同的氣味呢!而且，狗鼻子還具有高度的“分析能力”，能夠從許多混雜在一起的氣味中，嗅出它所要尋找的那種氣味。所以獵犬聞到野獸留下的腳印，能帶著獵人去追擊；警犬聞到了壞人留下的衣物，能帶著公安人員去搜捕逃犯……

狗鼻子這么靈敏，究竟有什么特殊之處呢?原來各種動物鼻子的構造大致相同，鼻腔上部都有許多褶皺，褶皺上有一層粘膜，粘膜里藏著許多嗅覺細胞，當“氣味”分子溶解在粘膜中的粘液里，就會刺激嗅覺細胞馬上向大腦嗅覺中樞發出信號，于是動物就有了“氣味”的感覺。

狗鼻子的特殊之處，就在于它的嗅覺細胞特別多，而且粘膜經常分泌粘液滋潤著嗅覺細胞，使其保持高度靈敏。我們人類大約有500萬個嗅覺細胞。而一只牧羊犬的嗅覺細胞有2.2億個。你看，狗的嗅覺細胞的數量和質量都比其他動物更勝一籌。所以對各種氣味辨別的本領也就比其他動物強多了。

可是飼養訓練狗要花很多工夫，成本很高，而且有些危險的地方狗也去不了。另外狗也會疲勞，需要休息睡覺啊?？茖W家受到狗鼻子的啟發，研究了狗鼻子的構造，制成了能聞氣味的儀器——電子鼻，也叫“電子警犬”。這個“電子鼻”的分辨力，絲毫不亞于狗鼻子。是仿生學的重大勝利。

有能“聞味”的金屬嗎

要制造“電子鼻”并非易事，必須找到這樣的材料：第一要能“呼吸”氣體；第二可以隨著呼吸的氣體不同或氣體濃度的不同，改變自己的導電能力。

經過科研人員的不懈努力，這種奇妙的材料已經被找到了，比如二氧化錫、氧化鋅、氧化鈦等，這些材料都會呼吸。當吸入某些氣體后，這些材料的導電能力會有顯著的變化。而且吸入不同氣體、或不同濃度的氣體，材料的導電能力變化不同。例如，含有氧化錫等氧化物的復合氣敏電阻，一遇到煙霧或一氧化碳，其電阻率就會發生明顯變化；而含有氧化鐵或氧化鋅的氣敏電阻，則對以甲烷為主要成分的天然氣和以丁烷、丙烷為主要成分的液化氣十分敏感。

將這些復雜的、細微的電阻率變化記錄到精密電腦中。就可利用它們制成氣體傳感器——“電子鼻”，“電子鼻”主要由氣味取樣操作器、傳感器陣列和信號處理系統三種功能器件組成。

傳統的“電子鼻”體積比較大，使用起來不方便，而且需要經常加以校正。否則靈敏度會受到影響。最近?？茖W家又研制出微型“電子鼻”，這是運用最新的納米技術制成的可以呼吸氣味的導電聚合物。這種復雜的聚合物構成的微型芯片。大小只有1cm2，僅需微量電流即可工作。使用起來非常方便。這種傳感器探測氣味的靈敏度比金屬氧化物傳感器更高。

生活中的“電子鼻”

“電子鼻”的用途很大，煤礦里裝上它可以預防瓦斯爆炸：酒精車間安上它可以防止火災；家庭中的煤氣灶上安裝它可以探測管道是否漏氣，以及煤氣燃燒得是否充分：臥室中安上它冬天取暖時可以避免煤氣中毒；在糧食倉庫、果品倉庫、養殖場、溫室等地方，也可以裝上它，用來監測空氣中各種氣體的含量。

有一種可以檢測水果成熟度的“電子鼻”，是采用聞氣味的方法進行檢測的，不會損傷水果。“電子鼻”探測到的水果氣味，經電腦處理后與數據庫中的資料進行比較，即可精確計算出水果成熟到何種程度。經過“訓練”的“電子鼻”在幾秒鐘內即可得出檢測結果，而且其精確度超過92％。

威力無比的“電子警犬”

有一種精密的“電子警犬”，其本領超過了一般的獵犬和警犬，能分辨出幾百萬種不同氣味，成為人類的好助手。它可以幫助獵人打野獸。也可以幫助公安人員搜捕壞蛋和搜查毒品。最近興起的“氣味鑒定法”。在破案方面的準確率可以和指紋鑒定、DNA基因測試媲美。甚至在某些方面更為優越。

神奇的“電子警犬”還可以“聞”到海底潛艇，這種“電子警犬”學名叫廢氣探測儀。常規潛艇使用柴油機。航行時需要排放廢氣，這些廢氣升到海面上后，能在大氣中保存幾個小時。如果在反潛飛機上裝備廢氣探測儀，通過對海面上空的空氣進行取樣、分析，就可以判定這個海區內有無潛艇活動。在潛艇潛入深水后幾個小時內，反潛飛機依靠靈敏的“電鼻子”依然能“聞”出潛艇的氣味。

飛到火星去“聞味兒”

動物學家早就知道，許多動物是利用“氣味”互相聯絡的。這種“生物氣味”啟發了科學家。如果利用“電子鼻”聞到這種有機氣味，就可以揭開火星是否有原始生命的秘密!

原來，利用望遠鏡的高分辨率紅外線分光計對火星大氣進行掃描時，在光譜中發現了一條證明甲烷存在的線條。只有有機體才能產生甲烷!科學家認為。火星表面的甲烷不可能存在成百上千年，因為它會在太陽光下與氫氧基結合，形成水和二氧化碳。因此。如果火星上持續存在甲烷，可以斷定火星上有甲烷源。很可能就是制造這種氣體的有機甲烷菌，也就是火星生命。

但是甲烷畢竟僅僅是望遠鏡的分光計“看”到的。無法定論。最近，人類向火星發射的宇宙飛船的探測器上就裝有先進的精密“電子鼻”!在火星表面上。人類的使者——“電子鼻”會四處聞來聞去，將火星上各處的“氣味”變成電信號傳回地球。

多么神奇啊!人類能夠到遙遠的星球去“聞味兒”，簡直無法想象，“電子鼻”一旦聞到甲烷的氣味，就會將信號發回地球，那意義非常巨大，可以揭開火星是否有生命的秘密啊!