Köpekler burunlarının inanılmaz koku alma duyusuyla bize kayıp insanları, bombaları, cesetleri, uyuşturucuları bulmada; kanser gibi hastalıkları tespit etmede; ve hatta koala dışkısını koklayarak onları koruma çabasında yardım ettiler. Şimdi onların bu muhteşem burunları; patlayıcı, uyuşturucu ve başka maddelerin izlerini tespit etmek için daha iyi aletler üretmemize ilham verebilirler.
Sonunda anlaşıldı ki köpekler öyle bir şekilde koku alıyorlar ki, nefes verdiklerinde bile burun deliklerinden koku dolu hava içeri çekiliyor. Scientific Reports‘ta yayınlanan bir deneyde, bilim adamları bu yeteneği kopyalamayı başardılar. Bir kimyasal detektörün içine köpekler gibi koku almasını sağlayan bir ek parça takıldığında, kimyasal detektör TNT(Trinitrotoluen) patlayıcısının izini sürmede daha iyi hale geliyor.
“Buharı giriş noktasına çekerek başlıyorsunuz” diyor Matthew Staymates;, Maryland’deki Ulusal Standartlar ve Teknoloji Enstitüsü’nde (National Institute Of Standards and Technology) makine mühendisi olan Gaithersburg: ‘’ Köpek gibi burun çekme yolunu kullanarak belki de analiz cihazımızın havadan örnek alma yeteneğini geliştirebiliriz.”
Köpekler, insanların alamayacağı kadar hafif kokuları havadaki esintiden alabiliyorlar. Köpek burnu, insan burnuna göre yüz milyonlarca kat daha fazla koku reseptörüne sahip ancak köpekler koklarken, köpek burnunun etrafında olan şeyler de bir o kadar önemli. Köpeklerin koku almasını aerodinamik olarak incelemek için, Staymates ve meslektaşları dişi bir Labrador retriever köpek burnunun 3D basılı modelini yapıyorlar. Bu modeldeki buruna pistonlu silindir cihaz yerleştirilerek bir köpeğin nefes alıp vermesi taklit ediliyor. ” Gerçekten köpeğin burun çekme sesine benziyor” diyor Staymates.
Araştırmacılar schlieren* görüntüleme tekniğini kullanarak koku alma eylemi sırasında içeri çekilen buharı görebildiler (Bunu aşağıdaki videoda görebilirsiniz).
Köpekler saniyede 5 kere burun çekiyorlar. Her nefes verdiklerinde, içlerine doğru hava akımı yolluyorlar. Bu hava akımı temiz havayı köpeğin burnuna geri yolluyor. ” Tam anlamıyla onun önünde uzanıyor ve kendine doğru yeni hava akımını çekiyor” diyor Staymates.
Köpekler öyle bir şekilde burun çekiyor ki normalde burun deliklerinin erişiminden çok uzakta kalması gereken havayı dahi çekebiliyor. Üç boyutlu (3D) olarak basılmış burun, aktif olarak sürekli burun çekerek tek bir kere burun çekmeye göre daha iyi koku tespit edebiliyor, “sanki sonsuz bir ciğer kapasitesine sahip” diyor Staymates.
Şu anda kullandığımız kimyasal detektörler havayı sürekli olarak içine çekerek örnekliyor. “Eğer sadece nefes alıyorsam, havada dolaşan buhar molekülünü çekme yeteneğim sınırlı oluyor.” diyor Staymates.” Onlar pasif birer denek .”
Yapay burnun başarasının verdiği cesaretle, Staymates ve takımı her yerden edinebilecek olan bir kimyasal detektöre kendi tasarladıkları bir çift hava jeti monte ettiler. “Bu jetler köpeklerin yaptıkları gibi, iki tane burun deliği gibi davranıp havayı tek bir yönde çekiyorlar.” diyor Staymates.
Bu kimyasal detektör sadece nefes almaya göre köpek gibi burun çekerek TNT patlayıcısını tespit etmede 16 kat daha etkili oldu.
Detektör buhar kaynağına ( az miktarda TNT ile bağlanmış jelatin kutusu) çok yakın olduğunda jetler çok etkili olamadı. Yakın mesafede, jetler buhar parçacıklarına etki edebildiler. Ama jelatin kutusu uzaklaştıkça, detektör geleneksel teknolojiye göre daha da etkili olmaya başladı.
” Tabi ki yeni nesil buhar detektörlerinin köpek burnu gibi gözükmesini önermiyoruz,” diyor Staymates. ‘’ Ama daha akıllıca bir yol olabilir, örneğin sadece havanın mucizevi bir şekilde sensörlerin üzerine gelmesini beklemek yerine, hava akımını kontrol ederek havayı zorla bu sensörlerin yüzeyine çekebiliriz.”
*Schlieren: (Kökeni Almanca ”schliere” olan altını çizmek) şeffaf cisimler üzerinde olan optik düzensizlikler için geliştirilen teknoloji
Çeviren: Ekin Ilgın Akgün
