Các nhà khoa học vừa phát triển thành công chiếc lưỡi nhân tạo đầu tiên trên thế giới có thể “nếm” và nhận biết hương vị trực tiếp trong môi trường chất lỏng, đồng thời ghi nhớ để nâng cao độ chính xác qua thời gian.

Thiết bị này được chế tạo từ màng oxit graphene là những tấm carbon siêu mỏng hoạt động như bộ lọc phân tử ion. Khác với bộ lọc thông thường, màng oxit graphene không tách các phân tử lớn mà làm chậm chuyển động của ion, giúp mô phỏng cơ chế truyền tín hiệu vị giác ở con người.

Trong các thử nghiệm, lưỡi nhân tạo nhận diện được chính xác 4 vị cơ bản là ngọt, chua, mặn, đắng với độ chính xác từ 72,5% đến 87,5%. Đối với đồ uống phức hợp như cà phê hay Coca-Cola, độ chính xác đạt tới 96% nhờ sự hiện diện của nhiều ion dẫn điện đặc trưng.

Điểm đột phá của nghiên cứu là lần đầu tiên, cảm biến và bộ xử lý thông tin được tích hợp hoàn toàn trong một “hệ thống ướt”, có thể hoạt động trực tiếp trong chất lỏng.

“Thiết bị có thể vừa cảm nhận vừa xử lý dữ liệu ngay trong môi trường lỏng, tương tự cách hệ thần kinh chúng ta tiếp nhận và phân tích thông tin”, giáo sư Yong Yan, đồng tác giả nghiên cứu tại Trung tâm Khoa học và Công nghệ nano quốc gia Trung Quốc, cho biết.

Trước đây, các hệ thống nếm thử phải truyền dữ liệu ra máy tính bên ngoài để tránh hỏng linh kiện khi tiếp xúc chất lỏng. Công nghệ mới khắc phục hạn chế này nhờ màng oxit graphene, cho phép vừa phát hiện vừa xử lý phần lớn thông tin mà vẫn hoạt động ổn định trong dung dịch.

Nguyên lý hoạt động của lưỡi nhân tạo dựa trên việc hòa tan các hợp chất trong chất lỏng, phân tách chúng thành ion, sau đó nhận diện các ion đặc trưng cho từng hương vị. Thiết bị cũng có khả năng “học” và cải thiện độ chính xác sau mỗi lần sử dụng.

Theo các nhà nghiên cứu, công nghệ này có tiềm năng lớn trong nhiều lĩnh vực như giúp phát hiện sớm bệnh qua phân tích vị giác, hỗ trợ bệnh nhân mất vị giác do rối loạn thần kinh hoặc đột quỵ, kiểm tra an toàn thực phẩm, kiểm soát chất lượng đồ uống và giám sát nguồn nước.