Ricercatori di fluidodinamica negli Stati Uniti hanno scoperto che l'aggiunta di un naso di cane stampato in 3D all'estremità dell'ugello di un rilevatore di esplosivi migliora significativamente le sue prestazioni.

Matthew Staymates, che ha guidato la ricerca all'Istituto nazionale degli standard e della tecnologia, si è ispirato alla tecnica del "sniffing attivo" che i cani esibiscono quando vogliono odorare qualcosa. Secondo le immagini ad alta velocità, i cani espirano prima, quindi inalano bruscamente per riempire il naso di aromi, pronti per la decodifica di circa 300 milioni di cellule recettrici.

Quindi, utilizzando una stampante 3D, Staymates ha progettato un ugello per un rilevatore di esplosivi che imitava le caratteristiche esterne del naso di una femmina labrador retriever - tra cui la forma, la direzione e la spaziatura delle narici.

Il naso incredibilmente sviluppato di un labrador

Distanze sempre più grandi

Durante i test, le prestazioni di campionamento dell'aria del naso del cane 'sniffing attivo' erano tra quattro e 18 volte migliori di un rilevatore tradizionale che si basa sull'aspirazione continua, a seconda della distanza dalla sorgente di vapore.

“Il cane è un sistema di campionamento aerodinamico attivo che raggiunge letteralmente e afferra gli odori,” Staymates. “Usa fluidodinamica e trascinamento per aumentare la sua portata aerodinamica per campionare i vapori a distanze sempre maggiori. L'applicazione di questo principio di design bio-ispirato potrebbe portare a campionatori di vapore significativamente migliorati per la rilevazione di esplosivi, narcotici, agenti patogeni, persino il cancro.”

Hanno quindi dotato un rilevatore disponibile in commercio con un afflusso in 3D stampato di ispirazione bio che gli ha permesso di annusare come un cane, piuttosto che inalare una volta ogni dieci secondi come farebbe normalmente. Questo interruttore ha comportato un miglioramento di 16 volte del rilevamento degli odori a una distanza di quattro centimetri.

Amazing Chemical Sampler

“La loro incredibile efficienza di campionamento dell'aria è uno dei motivi per cui il cane è un campionatore chimico così sorprendente,” Disse Staymates. “È solo un pezzo del puzzle. C'è ancora molto da imparare e da emulare mentre lavoriamo per migliorare la sensibilità, l'accuratezza e la velocità della tecnologia di rilevamento delle tracce.”

I dettagli completi del lavoro erano nella rivista Scientific Reports.

  • Questo drone è stato stampato in 3D con l'elettronica già dentro