Onderzoekers van vloeibare dynamica in de VS hebben ontdekt dat het toevoegen van een 3D-geprinte hondenneus aan het uiteinde van de spuitmond van een explosievendetector de prestaties aanzienlijk verbetert.

Matthew Staymates, die het onderzoek leidde aan het Amerikaanse National Institute of Standards and Technology, werd geïnspireerd door de "actieve sniffing" -techniek die honden uitvoeren wanneer ze iets willen ruiken. Volgens snelle beelden ademen honden eerst uit en inhaleren ze vervolgens scherp om hun neus te vullen met aroma's, klaar om te worden gedecodeerd door ongeveer 300 miljoen receptorcellen..

Dus, met behulp van een 3D-printer ontwierp Staymates een spuitmond voor een explosievendetector die de uiterlijke kenmerken van de neus van een vrouwelijke labrador retriever nabootste, inclusief de vorm, richting en afstand van de neusgaten.

De verbazingwekkend ontwikkelde neus van een labrador

Steeds grotere afstanden

Tijdens het testen was de luchtmonstername van de 'actieve snuivende' neus van de hond tussen de vier en 18 keer beter dan die van een traditionele detector die afhankelijk is van de aanzuiging, afhankelijk van de afstand tot de dampbron.

“De hond is een actief aërodynamisch bemonsteringssysteem dat letterlijk reukstoffen pakt en grijpt,” Staymates. “Het gebruikt vloeistofdynamica en meevoering om zijn aërodynamische bereik te verhogen om dampen bij steeds grotere afstanden te bemonsteren. Toepassing van dit bio-geïnspireerde ontwerpprincipe kan leiden tot aanzienlijk betere dampmonsternemers voor het detecteren van explosieven, verdovende middelen, pathogenen, zelfs kanker.”

Vervolgens voorzagen ze een in de handel verkrijgbare detector met een bio-geïnspireerde 3D-geprinte instroom die het mogelijk maakte om als een hond te snuiven, in plaats van elke tien seconden te inhaleren zoals normaal. Die omschakeling resulteerde in een 16-voudige verbetering van geurdetectie op een afstand van vier centimeter.

Geweldige chemische sampler

“Hun ongelooflijke efficiëntie bij het bemonsteren van lucht is een reden waarom de hond zo'n geweldige chemische sampler is,” Staymates zei. “Het is maar een stukje van de puzzel. Er valt nog veel meer te leren en te emuleren als we werken aan het verbeteren van de gevoeligheid, nauwkeurigheid en snelheid van traceerdetectietechnologie.”

De volledige details van het werk waren in het tijdschrift Scientific Reports.

  • Deze drone was 3D afgedrukt met de elektronica al binnen