02.07.2022
Наш канал в Telegram: https://t.me/berzaru

«Электронный нос» с машинным обучением смог различить три изомера ксилола

VOC Mixture Sensing

Команда американских исследователей разработала «электронный нос» из плёнок пористого металлоорганического каркаса, который способен различить концентрации трёх изомеров ксилола. Различные формы этого токсичного летучего соединения по-разному взаимодействуют с организмом, поэтому устройство для анализа должно уметь отличать изомеры. Статья опубликована в журнале ACS Sensors.

При высыхании красок, чернил или клея выделяются летучие органические соединения, которые могут пагубно влиять на здоровье человека. Одно из таких веществ — ксилол, у которого три очень похожих, но сложно отличимых изомера. Ксилол вреден при вдыхании больших количеств или всасывании через кожу. Каждый изомер по-разному влияет на здоровье, поэтому важно отслеживать концентрацию всех форм этого соединения.

Ранее для этих целей учёные использовали метод газовой хроматографии. Однако процедура требует громоздкого и дорого оборудования, а сам анализ занимает много времени. Чтобы решить эту проблему, американские исследователи разработали «электронный нос», состоящий из плёнок пористого металлоорганического каркаса (MOF), который может точно различать смеси изомеров ксилола.

В ходе исследования учёные создали шесть различных пористых плёнок, которые адсорбируют изомеры ксилола. В первоначальных экспериментах команда показала, что плёнки MOF имеют разную чувствительность к трём изомерам ксилола. Затем они проверили способность электронного носа различать изомеры ксилола в смесях при концентрации всего 10–100 частей на миллион. Анализируя данные, полученные массивом датчиков с помощью алгоритма машинного обучения, учёные смогли определить состав смесей с точностью 86–96%.