Olağanüstü ‘elektronik burun’, aynı anda sinir gazı ve çürümüş yiyecekleri koklayabilir
Kara Tarih Ayı boyunca, Ulusal Bilim Vakfı (NSF) şu soruyu soruyor: Hangi siyah bilim insanı araştırma alanlarını veya toplumu dönüştürmeye hazırlanıyor? Louisiana Eyalet Üniversitesi’nden (LSU) analitik ve çevresel kimyager Isiah Warner, her ikisini de yapmak için çalışan NSF destekli bir araştırmacı örneğidir.
Yaklaşık 40 yıldır, Warner’ın araştırması, gaz veya sıvı gibi çözeltilerde moleküllerin ışıkla nasıl etkileşime girdiğini incelemek için bilimsel bir yöntem olan floresan spektroskopisine odaklandı. Şimdi, Warner ve LSU araştırmacılarından oluşan bir ekip, kokulara neden olan çoklu uçucu organik bileşikleri (VOC’ler) aynı anda ayırt edip tanımlayarak gizli sağlık, güvenlik ve çevresel endişeleri daha doğru bir şekilde tespit edebilen yeni bir “elektronik burun” sınıfı geliştiriyor.
Taze soyulmuş portakalın kendine has bir kokusu vardır. Diğer nesneler ve hatta bazı tıbbi durumlar da belirgin kokularla ilişkilendirilir. Örneğin, dinamitin içindeki nitrogliserin dumanı muz gibi kokabilirken, salmonella bakterisi bulaşmış yiyecekler çürük yumurta gibi kokan hidrojen sülfit gazı salabilir. Şizofreni hastalarının teri sirke gibi kokabilir.
Bu kokular, güvenlik personelinin tehlikeli maddeleri veya dinamit gibi patlayıcıları tespit etmesine yardımcı olabilir. Ama portakalların arasına dinamit gizlenirse ne olur? Elektronik bir burun, VOC karışımı karmaşık olduğunda birden fazla kaynak arasında ayrım yapabilir mi?
Warner’ın cevabı, aynı anda birden fazla VOC’yi tespit etmek için organik tuzlara (GUMBOS) dayalı bir grup tek tip malzeme kullanır. Warner’ın araştırma ekibi, kuvars kristali mikro terazi adı verilen bir araçla GUMBOS’u kullanarak, belirli kokulara neden olan moleküllerin miktarını ve kütlesini ölçmek ve maddeleri belirlemek için gelişmiş bir yetenek geliştirdi.
Teknoloji, diğer tehlikeli maddelerin yanı sıra çevresel kirleticileri, petrokimyasalları, gıda kirleticileri, patlayıcı buharları ve hastalık biyobelirteçlerini koklamak için yararlı olabilir. Örneğin, cihazlar, sinir gazı ajanları veya diğer zehirli buharlar gibi uçucu maddelerin gerçek zamanlı olarak izlenmesini sağlamak için askeri giysilere yerleştirilebilir.
Warner, “Bu cihazı laboratuvardan daha az çekici ortamlarda mobil kullanım için küçültmek mümkündür” diyor. “Çalışmalarımızın, VOC’lerin karmaşık karışımlarını belirlemek ve tanımak için nihayetinde çok gelişmiş bir elektronik burun sağlayacağına inanıyoruz.”
Warner, Boyd Profesörü olarak LSU sistemindeki en yüksek profesörlük rütbesine sahiptir. Aynı zamanda Philip W. West analitik ve çevre kimyası profesörüdür ve yakın zamanda 2016 Güneydoğu Konferansı’nda yılın profesörü seçilmiştir.
Çok sayıda NSF ödülünde baş araştırmacı veya yardımcı araştırmacı olarak görev yapan Warner, çeşitli dergilerde 350’den fazla hakemli yayın yayınladı ve bilim, teknoloji, mühendislik ve matematik alanlarında öğrenci eğitimini sürdürmeye ve geliştirmeye odaklanan eğitim araştırmaları yürüttü. 1997’de Warner, istisnai STEM danışmanlığı için ülkenin en yüksek ödülünü aldı – Bilim, Matematik ve Mühendislik Danışmanlığında Mükemmellik için Başkanlık Ödülü (PAESMEM) ödülü. NSF, ödülü Beyaz Saray adına yönetir.