Verbesserte Geruchsdetektoren 05.12.2016, 14:32 Uhr

So gut erschnüffelt Hundenase aus 3D-Drucker Drogen und Dynamit

Sprengstoffe, Drogen, ja sogar Krankheiten können von Geruchsdetektoren erkannt werden. Allerdings haben Hunde immer noch die Nase vorn beim Riechen. Amerikanische Ingenieure haben sich auf Spurensuche begeben, um diesen tierischen Vorsprung aufzuholen. Erfolgreich. Sie haben eine ausgesprochen empfindliche Nase entwickelt.

Hunde sind meisterhafte Schnüffler. Dafür sorgen nicht nur 300 Millionen Rezeptorzellen in ihrer Nase. Sie atmen auch so aus, dass sie weiter entfernte Partikel praktisch heransaugen und damit ein größeres Gebiet mit ihrem Riechorgan erfassen können.   

Hunde sind meisterhafte Schnüffler. Dafür sorgen nicht nur 300 Millionen Rezeptorzellen in ihrer Nase. Sie atmen auch so aus, dass sie weiter entfernte Partikel praktisch heransaugen und damit ein größeres Gebiet mit ihrem Riechorgan erfassen können.   

Foto: Maurizio Gambarini/dpa

Dass sich in der gemeinen Hundenase bis zu 300 Millionen Rezeptorzellen befinden, die diese so empfindsam macht, ist hinlänglich bekannt. Doch das ist nicht das ganze Geheimnis der ausgezeichneten Hundenasen. Das Team um Matthew Staymates vom National Institute of Standards and Technology (NIST) in Gaithersburg hat herausgefunden, dass nicht nur die Form der Nase entscheidend für erfolgreiches Schnüffeln ist, sondern auch die Atemtechnik. Herkömmliche Geruchsdetektoren erreichen mit der Riechtechnik einer künstlichen Hundenase eine bis zu 18-fache verbesserte Leistung.

Top Stellenangebote

Zur Jobbörse
Stadt Norderstedt-Firmenlogo
Tiefbauingenieur*in (w/m/d) Stadt Norderstedt
Norderstedt Zum Job 
RITTAL GmbH & Co. KG-Firmenlogo
Projektingenieur (m/w/d) Klimalabor Produktentwicklung Klimatisierungsprodukte RITTAL GmbH & Co. KG
Herborn Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Consultant (m/w/d) im Projektmanagement der Energiewende THOST Projektmanagement GmbH
verschiedene Standorte Zum Job 
THOST Projektmanagement GmbH-Firmenlogo
Wirtschaftsjurist*in / Ingenieur*in (m/w/d) für Contract & Claimsmanagement in Energieprojekten THOST Projektmanagement GmbH
Hamburger Hochbahn AG-Firmenlogo
Senior Projektingenieur Infrastruktur (w/m/d) Hamburger Hochbahn AG
Hamburg Zum Job 
SWM Services GmbH-Firmenlogo
Stellvertretende Laborleitung Trinkwasserlabor (m/w/d) Schwerpunkt Auftragsmanagement und Probenahme SWM Services GmbH
München Zum Job 
Jenoptik AG-Firmenlogo
Manager*in (f/m/d) Engineering Medical Jenoptik AG
ISL Deutsch-Französisches Forschungsinstitut-Firmenlogo
Test- und Messingenieur (m/w/d) ISL Deutsch-Französisches Forschungsinstitut
Saint-Louis (Frankreich) Zum Job 
ISL Deutsch-Französisches Forschungsinstitut-Firmenlogo
Wissenschaftler (m/f/d) für theoretische, experimentelle und numerische Flugmechanik ISL Deutsch-Französisches Forschungsinstitut
Saint-Louis (Frankreich) Zum Job 
ISL Deutsch-Französisches Forschungsinstitut-Firmenlogo
Wissenschaftler (m/w/d) - Computer-Vision / Entwicklung von Algorithmen ISL Deutsch-Französisches Forschungsinstitut
Saint-Louis (Frankreich) Zum Job 
Harmonic Drive SE-Firmenlogo
Konstrukteur (m/w/d) Harmonic Drive SE
Limburg an der Lahn Zum Job 
Harmonic Drive SE-Firmenlogo
Produktmanager Mechatronik (m/w/d) Harmonic Drive SE
Limburg an der Lahn Zum Job 
Hexagon Purus ASA-Firmenlogo
Process Engineer Projects (m/w/d) Hexagon Purus ASA
Hexagon Purus ASA-Firmenlogo
Qualitätsingenieur (m/w/d) operative Qualität Hexagon Purus ASA
Hexagon Purus ASA-Firmenlogo
Qualitätsvorausplaner / APQP Engineer (m/w/d) Hexagon Purus ASA
Universität zu Köln-Firmenlogo
Handwerks-Meister*in / Techniker*in in der Fachrichtung Metallbau Konstruktionstechnik Universität zu Köln
Hutchinson Group-Firmenlogo
Stress Engineer (f/m/d) Hutchinson Group
Göllnitz Zum Job 
Pixida GmbH-Firmenlogo
Project Engineer Automotive (m/f/d) Pixida GmbH
München Zum Job 
T60 Consulting-Firmenlogo
(Senior) Manager (m/w/d) T60 Consulting
Deutschland Zum Job 
Pixida GmbH-Firmenlogo
Projektmanager (m/w/d) Pixida GmbH
München, Ingolstadt Zum Job 

Die Schlierenfotografie, die Luftbewegungen sichtbar macht, brachte die Forscher auf die richtige Spur. Sie schauten sich mit Hilfe der Technik an, was genau mit der Luft passiert, wenn der Hund schnüffelt. Und siehe da, sie entdeckten eine spezielle Aerodynamik, die das Riechergebnis entscheidend verbessert.

Leichter Unterdruck vor Hundenase

Es zeigte sich: Schnüffeln ist eine raffinierte Methode. Fünf Mal pro Sekunde atmen Hunde dabei stoßartig aus und ein. Und: Das Ausatmen dient einem übergeordneten Zweck. Die ausgeatmete Luft strömt seitlich und in Richtung des Hundebauchs davon.

Dadurch entsteht vor der Hundenase ein leichter Unterdruck, der die Luft vor der Hundeschnauze ansaugt. Weiter entfernte Partikel werden so zunächst herbeigewirbelt und gelangen dann beim Inhalieren in die Nase. „Es handelt sich um ein aktives aerodynamisches System zur Probenahme, die sich buchstäblich Geruchsstoffe herbeiholt“, erklärt Staymates. 

Hundenase aus dem 3D-Drucker

Mit dem 3D-Drucker bauten die Forscher die Nase eines Labrador-Retriever-Mischlings nach. Zudem installierten sie ein kleines Ventilationssystem, das nun hundegetreu ausatmet. Der Aufsatz wurde herkömmlichen Geruchsdetektoren verpasst.

Tests zeigten: Wenn die Chemikalie Dimethylformamid in 10 cm Entfernung abgegeben wurde, zeigte der Hundenasen-Detektor ein vierfach besseres Ergebnis im Massenspektrometer als ohne Aufsatz. Bei einem Abstand von 20 cm war die Aufspürleistung sogar 18 Mal größer.

Noch mehr vom Hund lernen

„Ihre unglaubliche Effizienz bei der Erfassung von Luftproben ist ein Grund, warum Hunde so erstaunlich gute chemische Detektoren sind“, so Projektleiter Staymates. „Es ist aber immer noch nur ein Teil ihres Geheimnisses. Von den Hunden können wir noch viel mehr lernen“, betonte er. Die Wissenschaftler wollen die tierische Fährte also weiterverfolgen. Laut Staymates wird nun versucht auf Basis des Vorbilds Hund „die Empfindlichkeit, Genauigkeit und Geschwindigkeit der Riechstoffdetektion weiter zu verbessern“.

Hundenase aus dem 3D-Drucker.

Hundenase aus dem 3D-Drucker.

Quelle: NIST

Immerhin reicht ein Detektor an der US-Grenze zu Mexiko schon jetzt dazu aus, um Schwarzgeld aufzuspüren, das zwischen Gemüse und Obst versteckt ist. Denn Geld hat einen ganz speziellen Duft.

Ein Beitrag von:

  • Martina Kefer

    Diplom-Medienpädagogin und Ausbildung zur Journalistin beim Bonner General-Anzeiger

Zu unseren Newslettern anmelden

Das Wichtigste immer im Blick: Mit unseren beiden Newslettern verpassen Sie keine News mehr aus der schönen neuen Technikwelt und erhalten Karrieretipps rund um Jobsuche & Bewerbung. Sie begeistert ein Thema mehr als das andere? Dann wählen Sie einfach Ihren kostenfreien Favoriten.