中国科学家开发出可在水相中工作的智能味觉系统,实现酸甜苦咸及复杂风味的准确识别
近日,中国科学院国家纳米科学中心的鄢勇团队在智能味觉系统领域取得了重要突破。这一研发主要集中在基于离子型神经形态器件的基础上,构筑一种能在液相环境中工作的仿生味觉系统。这类系统的独特价值在于其能够在环境监测、食品安全、健康监控甚至疾病的诊断等多个领域中发挥作用。此外,它还为未来可能的味觉重构技术开辟了新的可能性路径。 智能味觉系统的开发面临诸多挑战,其中一个显著的技术难题是如何让器件在模拟味觉感知的过程中保持稳定并有效地工作,因为味觉感知本质上涉及到化学或生物物质的交互过程,通常需要在液态的生理环境中进行,这就使得传统的固体状态下的电子器件难以适用。为了解决这个问题,鄢勇的团队选择了一种创新的方法——利用层叠氧化石墨烯薄片来创建全新的纳米离子器件。这种材料的独特属性不仅使其成为离子迁移的良好屏障,能够大幅减缓离子的速度(通过层间吸附-脱附过程),而且还赋予了器件记忆和计算的能力。 通过这一器件,研究人员不仅建立了涵盖多种基本味型(如酸、苦、咸、甜等)以及复杂饮料风味(比如咖啡、可乐)的样本库,还成功实现在液体环境中对味道信息的高精度采集和处理。更难能可贵的是,整个过程都集成在一个小巧紧凑的设备中完成,无需额外的数据处理单元,真正实现了传感器件化与计算功能的融合。 这项成就不仅标志着人类向完全模仿人类感觉器官又迈进了一步,同时也预示着未来在物联网和智能化设备中,这类技术的应用将极大地扩展设备的感受能力范围,进而提高它们的服务水平和生活应用场景的质量。目前,该团队的研究成果已正式发布于权威期刊《美国国家科学院院刊》,并且受到了国际顶级学术期刊《自然》的关注和报道,充分说明了这项工作的科学价值和社会影响。 业内专家对此评价极高,认为这是一个突破性的进步,有可能彻底改变现有的食物检测方法,甚至对医药领域带来深远的影响。国家纳米科学中心作为中国顶尖的研究机构之一,长期致力于纳米材料及其在信息技术、生物医药等多个前沿领域的探索和应用,鄢勇团队此次的成功进一步巩固了其在该领域的领先地位。