以电信号形式检测气味分子的“人工嗅觉传感器”在医疗、环境监测和食品质量管理等领域的应用备受期待。然而，此前很难同时兼顾传感灵敏度和长期稳定的分子检测能力（“稳健性”）。这是因为积聚在传感器材料表面的分子会导致性能逐渐下降。而利用紫外线照射或高温处理进行分子去除的方法会同时去除修饰在材料表面的有机分子，因此无法彻底解决这一问题。
图 本次研究开发的人工嗅觉传感器的新型工作原理
表面经过ODPA修饰后，ODPA与氧化锌纳米线表面的相互作用大幅降低了导致传感器性能劣化的分子脱附温度，从而抑制分子积累。
东京大学研究生院工学系研究科的柳田刚教授及其研究团队开发出了一种在亲水性氧化锌纳米线表面修饰疏水性长链有机分子（ODPA）的人工嗅觉传感器。研究发现，ODPA与纳米线表面产生强烈的相互作用，从而抑制导致传感器性能劣化的分子的积累。借助这一技术，传感器在保持原有灵敏度的同时，即便长时间运行，也能稳定地检测分子。
此前，在人工嗅觉传感器的研究中并未考虑到分子间的微弱作用力“范德华力”，特别是疏水性分子和亲水性分子之间的作用力通常被认为可以忽略不计。然而，此次研究团队成功利用疏水性分子骨架和亲水性固体表面之间的这种作用力，证明了其在新型传感器工作原理中的关键作用。
该成果不仅为“气味数据科学”——一种基于长期测量我们周围各种气味信息的新兴科学领域提供了新价值，还为人工嗅觉传感器的社会应用拓展提供了新的指导方向。未来，随着传感器稳健性的提高，运行成本有望进一步降低，进而推动医疗、环境、食品等领域的发展，并催生新的产业。（TEXT：原绘里香）
原文：JSTnews 2025年1月号
翻译：JST客观日本编辑部
