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Dans un article publié dans la revue de la Royal Society of Chemistry, Nanoscale, les ingénieurs de la School of Engineering de l'Université de Glasgow, décrivent comment ils ont construit le minuscule dégustateur (trop petit pour être vu à l'œil nu). exploite les propriétés optiques de l'or et de l'aluminium pour tester les boissons.

'Goûts réutilisables'

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Le document indique: "Les nanostructures métalliques sont des candidats idéaux pour les dispositifs optiques à languette en raison de leur stabilité chimique, de la sensibilité de leur résonance plasmonique aux changements environnementaux et de leur facilité de fonctionnalisation chimique".

Le fonctionnement de la «langue» réutilisable se fait via des tranches sous-microscopiques de deux métaux, disposées en damier, qui agissent comme des «papilles gustatives».

Lors de tests, les chercheurs ont versé des échantillons de whisky sur les papilles gustatives - environ 500 fois plus petites que leurs équivalents humains - et ont mesuré la manière dont elles absorbent la lumière lorsqu'elles étaient immergées.

Elle a appliqué la langue bimétallique pour différencier les whiskies, notamment Glenfiddich, Glen Marnoch et Laphroaig, avec une précision supérieure à 99, 7% au moyen d'une analyse discriminante linéaire (LDA).

L'analyse statistique des différences subtiles dans la manière dont les métaux de la langue artificielle absorbent la lumière (résonance plasmonique) a permis à l'équipe d'identifier différents types de whiskies.

Le Dr Alasdair Clark, chercheur et auteur principal du journal, University of Glasgow, a déclaré à BeverageDaily que la recherche et le développement du projet duraient environ un an et que la technologie en était à ses débuts.

« Nous l’avons seulement testé en interne, avec nos propres scientifiques. Mais nous sommes disposés à travailler avec toute entreprise souhaitant intégrer cela au stade de développement du produit. Cependant, en tant que groupe de recherche scientifique, ce n'est pas notre objectif », a-t-il déclaré.

« Les 'langues' sont conçues comme des appareils réutilisables, en fonction de l'application. Si elle devait être commercialisée, le facteur de forme le plus probable serait une languette intégrée dans une enceinte portable comprenant également un spectromètre, une source de lumière et les composants optiques associés.

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« Selon le cas d'utilisation, vous pouvez avoir des langues individuelles à usage unique qui sont insérées dans (puis retirées) de l'appareil, ou vous pouvez simplement avoir une langue localisée qui est" lavée "après chaque utilisation. ”

Clark a ajouté que les "langues artificielles" existaient déjà et qu'il y avait différentes manières de les fabriquer.

« Nous sommes spécialisés dans la construction de matériaux nanométriques qui réagissent à la lumière. Nous avons vu une opportunité de construire une langue artificielle qui fonctionne sur ces principes. Nous pensions pouvoir en fabriquer un qui était un peu plus petit et plus complexe (du point de vue de la composition de ses papilles gustatives artificielles) qu’il n’avait été vu auparavant .

Précision> 99, 7%

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« La langue a pu goûter les différences entre les boissons avec une précision supérieure à 99%. Il était capable de cerner les distinctions plus subtiles entre un même whisky vieilli dans des fûts différents et de faire la différence entre un même whisky âgé de 12, 15 et 18 ans . "

Clark a déclaré que l'équipe avait décidé d'appeler la technologie «langue artificielle», car elle agit de la même manière qu'une langue humaine - comme nous, elle ne peut pas identifier les produits chimiques individuels qui rendent le café différent du jus de pomme, mais elle peut facilement faire la différence. entre ces mélanges chimiques complexes.

« Nous ne sommes pas les premiers chercheurs à avoir fabriqué une langue artificielle, mais nous avons été les premiers à créer une seule langue artificielle utilisant deux types différents de« goût »en métal à l'échelle nanométrique, qui fournissent davantage d'informations sur le« goût »de chaque échantillon. et permet une réponse plus rapide et plus précise », a-t-il ajouté.

Les chercheurs se sont concentrés sur le whisky dans le cadre de l'expérience, mais le dispositif peut être utilisé pour "goûter" n'importe quel liquide, ce qui signifie qu'il peut être utilisé pour diverses applications.

En plus de son potentiel d'identification des alcools contrefaits, il pourrait être utilisé pour les tests de sécurité des aliments, le contrôle de la qualité, la sécurité et tout domaine dans lequel une méthode de dégustation portable et réutilisable serait utile.

L'article, intitulé "Dégustation de whisky avec une langue nanoplasmonique bimétallique", est publié dans Nanoscale.

Le rapport conclut: «Nous avons présenté une langue nanoplasmonique bimétallique réutilisable qui présente deux pics de résonance distincts par région et dont les chimies de surface orthogonales peuvent être modifiées de manière sélective pour ajuster leur sensibilité« au goût ».

«Ces caractéristiques uniques nous ont permis de réduire de moitié la taille du capteur et le temps nécessaire à l’acquisition des données, tout en assurant le regroupement des ensembles de données sur la PCA et une classification réussie avec analyse discriminante linéaire (LDA).

«Il s'agit d'un système polyvalent permettant de développer des langues nanoplasmoniques de haute qualité pour toute application donnée, en modifiant simplement les ligands de surface et / ou les métaux plasmoniques choisis pour produire de nouveaux capteurs à réponses chimiques uniques.

"Cette nouvelle approche de la conception de la langue artificielle pourrait stimuler le développement de dispositifs portables pour les applications de diagnostic sur le lieu de traitement, la détection de contrefaçon dans les boissons de grande valeur, la surveillance de l'environnement et la défense".

La recherche, qui a été menée par des ingénieurs et des chimistes des universités de Glasgow et de Strathclyde, a été financée par le Leverhulme Trust, le Conseil de recherche en génie et en sciences physiques et le Conseil de recherche en biotechnologie et en sciences biologiques.

Source: Société royale de chimie 2019

Chercheurs: School of Engineering, Université de Glasgow

DOI: 10.1039 / c9nr04583j

Reçu le 29 mai 2019