Российские ученые создают искусственный нос на основе грибов
Мицелий грибов предложили использовать в качестве сенсоров "электронного носа" ученые Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова и Института биохимии и физиологии растений и микроорганизмов РАН. Согласно проведенным исследованиям, мицелий гриба Lentinula edodes (он также известен под названием "шиитаке" и широко используется в китайской кулинарии) реагирует на мельчайшие примеси опасных паров аммиака и формальдегида в воздухе. Статья об этом опубликована в журнале "Sensors And Actuators B-Chemical".
В основе современных газоанализаторов, "электронных носов", лежит возможность изменения физических свойств различных материалов при взаимодействии с химическими веществами в воздухе. Ученые ИРЭ РАН под руководством доктора физико-математических наук, профессора РАН Ирен Кузнецовой и доктора физико-математических наук, профессора Бориса Зайцева предложили и обосновали принципиально новый подход, не имеющий аналогов в мировой практике: использовать в качестве материалов для детекторов загрязнений воздуха биологические объекты - мицелий грибов (грибницу). Проведенные совместные исследования с микологами под руководством доктора биологических наук Ольги Цивилевой подтвердили эту принципиальную возможность.
Принцип работы датчика на основе пленки из мицелия внешне очень прост: когда в воздухе увеличивается содержание газа (например, аммиака, формальдегида, или углекислого газа), химический состав мицелия меняется, следом меняется его упругость или электропроводность. Если эту пленку поместить на акустический датчик, он зафиксирует это изменение. Чувствительность мицелия грибов к изменению состояния атмосферы значительно выше, чем у человеческого носа. "Искусственный нос" может "учуять" изменение концентрации опасных газов на доли процента и предупредить об опасности.
Основная проблема сенсоров, которую необходимо решить, это избирательная реакция на газы. Ирен Кузнецова объясняет задачу так: "Грибы могут реагировать на несколько химических примесей в воздухе, и поэтому задача - выделить именно тот, полезный сигнал, который предупредит о содержании в воздухе конкретного газа. Нам необходимо создать такую чувствительную пленку на основе мицелия, которая будет реагировать только на необходимый нам газ".
Сейчас ИРЭ РАН работает с микологами из московского НИИ по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе под руководством доктора биологических наук Ларисы Краснопольской. Проведенные исследования показали, что отдельные грибы реагируют на изменение влажности воздуха, содержания количества в нем водяного пара. Несмотря на то, что датчики влажности существуют, для ученых важен сам принцип, который подтверждает различие реакции грибов на изменение физических и химических характеристик воздуха.
Следующим шагом станет создание прототипов датчиков на основе пленок из различных мицелиев грибов на одной подложке. Это позволяет продвинуться к созданию полноценного "электронного носа", различающего следы отдельных газов.
В данный момент проводятся поисковые работы, в которые вовлечены специалисты в области физики, биологии, электроники. Ведется изучение чувствительности грибов к различным примесям в воздухе, отработка технологии роста и нанесения пленки мицелия на датчики. Для микологов эти работы являются принципиально новыми, так как применение мицелия в качестве основы детекторов никто в мире до сих пор не рассматривал. Говорить о создании полноценных устройств еще рано.
