3Dプリントされた蛾の触角(1:1)は、有害化学物質を効率的に検出するのに役立ちます

3Dプリントされた蛾の触角(1:1)は、有害化学物質を効率的に検出するのに役立ちます
危険な環境では、人間が作ったセンサーが空気中の有毒ガスや爆発物を検知するまでに数分かかることがあります。しかし、蛾は爆発フェロモンを数秒以内に感知することができます。この本能を再現するために、ジョージア工科大学とオークリッジ国立研究所の研究者が協力し、北米に生息する蛾の一種、多声蛾の羽毛状の触角を 3D プリントしました。有害物質の存在を受動的に「嗅ぎ分ける」ことができるセンサーの開発につながる可能性のあるこの研究は、「匂いを集めるための事前濃縮器として機能する人工蛾の触角」と題する論文としてオンライン公開されている。

自然界では、蛾やその他の昆虫は鋭い嗅覚を使って食物や交尾相手を探します。化学フェロモンの使用は動物界で広く行われており、最近の研究によると、蛾はそれを使いこなしているという。蛾の中には、わずか数ppbの濃度のフェロモンを追跡し、500メートルから4キロメートルの距離にいるメスの位置を特定するものが観察されている。

触手の長さは通常数センチ以下で、これが現在の人工センサーとの違いです。この目的のために設計された前濃縮器では、正確な測定に十分な香りを収集することが困難です。 3D プリントされたレプリカ触手により、研究者は匂いのサンプルを収集するのにかかる時間を大幅に短縮できます。



研究者らは Nanoscribe 3D リソグラフィー システムを使用して、多声蛾の触角の 1:1 レプリ​​カを作成しました。 Nanoscribe 3D プリンターは光反応性樹脂を使用し、人間の髪の毛 2 ~ 3 本の幅、つまり 100 ~ 200 ミクロンほどの小さな物体を印刷できます。これまで、この機械はマイクロスイマーや体内で直接癌を治療する装置を作るために使用されてきた。研究者たちは、蛾の触角の各部分(茎、ひげ、感覚子)を個別に設計し、空気中の分析対象物を収集するのに最適な形状を実現しました。

矢のような構造をうまく再現できたことで、研究者は生きた蛾の頭から触角を取り出さなくても、蛾の触角の特性を研究できるようになりました。 3Dプリントされた触手は、ガス漏れや違法な危険物質を検知するために使用できる将来の装置の概念実証でもある。

出典: marker8

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