Elektronik burunlar memelilerin koku alma sistemini taklit ederek on binlerce farklı kokuyu birbirinden ayıracak şekilde tasarlanmış elektronik aygıtlardır. Elektronik burunlarda tıpkı koku alma sistemindeki reseptör proteinler gibi her koku molekülüyle değişik şekilde etkileşen, birbirinden farklı sensör dizileri bulunmaktadır.  Koku molekülleri elektronik buruna ulaştığı zaman tüm sensör elemanlarının iletkenliğinde, ışımasında veya kütlesinde bir değişim olur ve bu değişim elektrik sinyaline dönüştürülerek her koku için ayrı sinyal birleşimleri (desenler) elde edilir. Daha sonra bu desenler istatistiki algoritmalarla çözümlenerek kokular birbirinden ayrılabilir.

Aynı bunun gibi, elektronik burunlar da insanların kokusunu alabildiği bazı molekülleri ayırt edemez, ama bize göre kokusuz olan doğal gaz ve karbon monoksit gibi gazları birbirinden ayırabilirler. Ayrıca memeli burnuna göre daha az sensör elemanı kullanarak, az sayıda kokunun birbirinden ayrılmasını gerektiren kısıtlı alanlar için, örneğin zehirli gazların tespiti ve yiyeceklerin tazeliğinin ve kalitesinin belirlenmesi gibi işlemler için de tasarlanmaktadırlar.

Elektronik burun fikri ilk olarak 1982 yılında İngiltere’deki Warwick Üniversitesi’nde ortaya atılmıştır

 

Hazırlanan ilk prototip elektronik burun 300 derece sıcaklıkta çalışan metal oksit sensör elemanlarından oluşmaktaydı. 1990’lı yıllarda polimer teknolojisinde ortaya çıkan gelişmeler sonucunda oda sıcaklığında çalışabilen elektronik burunlar geliştirilmeye başlanmıştır. Bu gelişmelere karşın, yapay burun çalışmaları nefesten hastalıkların teşhis edilmesi ve patlayıcıların tespit edilmesi gibi çok daha yüksek hassasiyet gerektiren uygulamalarda yetersiz kalmıştır.

Bilkent Üniversitesi Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi

 

Son zamanlarda nanoteknolojinin gelişmesiyle birlikte, daha hızlı ve daha duyarlı elektronik burun sistemleri geliştirmek için nano malzemeler de kullanılmaya başlanmıştır. Karbon nanotüpler bu alanda kullanılan ilk nano malzemelerdir. Bunların yanı sıra çok farklı, büyük potansiyel taşıyan bir tasarım da yakın zamanda Bilkent Üniversitesi Ulusal Nanoteknoloji Araştırma Merkezi’nde geliştirilen dijital fotonik burundur. Bu çalışmada nano yapılı fiberler kullanılarak küçük, taşınabilir ve yüksek seçicilikli bir opto-elektronik burun sistemi üretilmiştir.

Hassas, taşınabilir elektronik burunlar tasarlanıyor

 

Elektronik burun alanında hızlı bir şekilde yaşanan bu gelişmelerle hassasiyet, seçicilik, düşük enerji kullanımı ve maliyet, taşınabilirlik, güvenirlilik gibi özelliklerin hepsini içeren bir sistem üretilmesi hedeflenmektedir. Nanoteknoloji kullanılarak insan burnundan çok daha hassas elektronik burun sistemlerinin, uygun maliyetle üretilmesinin mümkün olduğu gösterilmiştir. Bir gün taşınabilir, hassas ve yeterince ucuz elektronik veya fotonik burunlar üretildiğinde pek çok farklı kullanım alanı ortaya çıkacaktır.