Pesquisadores de dinâmica de fluidos nos EUA descobriram que a adição de um nariz de cão impresso em 3D na extremidade do bocal de um detector de explosivos melhora significativamente seu desempenho.

Matthew Staymates, que liderou a pesquisa no Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia dos EUA, inspirou-se na técnica de "farejamento ativo" que os cães fazem quando querem sentir o cheiro de algo. De acordo com as imagens de alta velocidade, os cães primeiro exalam, depois inspiram profundamente para encher o nariz de aromas, prontos para serem decodificados por cerca de 300 milhões de células receptoras..

Assim, usando uma impressora 3D, a Staymates projetou um bocal para um detector de explosivos que imitava as características externas do nariz de uma fêmea labrador - incluindo a forma, a direção e o espaçamento das narinas..

Nariz incrivelmente desenvolvido de um labrador

Distâncias cada vez maiores

Em testes, o desempenho de amostragem de ar do nariz de cão "sniffing ativo" foi entre quatro e 18 vezes melhor do que um detector tradicional que depende de sucção contínua, dependendo da distância até a fonte de vapor.

“O cão é um sistema de amostragem aerodinâmico ativo que literalmente alcança e agarra odorantes,” Companheiros de estada. “Ele usa dinâmica de fluidos e arrastamento para aumentar seu alcance aerodinâmico para amostrar vapores em distâncias cada vez maiores. A aplicação deste princípio de design bio-inspirado poderia levar a amostradores de vapor significativamente melhorados para a detecção de explosivos, narcóticos, patógenos - até mesmo câncer.”

Eles então equiparam um detector comercialmente disponível com um influxo bio-inspirado impresso em 3D que permitia cheirar como um cachorro, em vez de inspirar uma vez a cada dez segundos, como faria normalmente. Essa mudança resultou em uma melhoria de 16 vezes na detecção de odores a uma distância de quatro centímetros.

Amostrador Químico Incrível

“Sua incrível eficiência de amostragem de ar é uma das razões pelas quais o cão é um sampler químico tão incrível,” Staymates disse. “É só uma peça do quebra-cabeça. Há muito mais a ser aprendido e a imitar enquanto trabalhamos para melhorar a sensibilidade, precisão e velocidade da tecnologia de detecção de traços.”

Os detalhes completos do trabalho foram publicados na revista Scientific Reports..

  • Este drone foi impresso em 3D com a eletrônica já dentro