看见气味

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。


一个有趣的推特对话让我开始思考如何“拍摄”气味。我们的大部分经验和信息交流都是视觉的,但气味却难以可视化。不像卡通片那样,我们没有气味视觉,也没有围绕着有气味的东西的臭气线和绿色烟雾。我们如何将气味转化为更容易存储为数据的形式,不是在玻璃小瓶中,而是在计算机中?

最大的挑战之一是,气味不仅难以可视化,而且难以描述——试着描述草莓的气味,而不用说“闻起来像草莓”。是否存在像原色一样的主要气味,可以完全描述一种新气味的参考气味,可以混合形成任何其他气味的基化合物?自亚里士多德以来,科学家和调香师一直在试图将气味分解成这些基本成分,而不仅仅是“闻起来不错”或“闻起来很糟”或“闻起来像草莓”,而是像亚里士多德的甜、尖、辛辣、苦和油腻等类别。如今的调香师将气味分解为更大的一组核心气味,从柑橘到木质。

这些描述依赖于受过专业训练的调香师的鼻子,他们会分解许多化学物质的混合物,并用它们来描述和创造新的香水。人类的“湿件”鼻子可以识别许多不同的化学物质,但很难区分含有少量化合物的混合物。调香师如何使用技术硬件和软件来识别构成气味的所有单个气味分子?化学工具用于捕获并将气味分解成它们的单个成分,将每个分子识别为气相色谱仪上的一个峰。这是我的合成美学合作伙伴西塞尔·托拉斯用于“X光透视空气”以进行城市景观项目的技术。下面来自设计印第安的视频跟随西塞尔穿越南非开普敦,以识别她将在城市指南中重新创造的气味。她从大约 2:50 开始展示她的“气味相机”。


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当样品被送到实验室进行分析时,气味会变成图表上的一系列峰值,每个峰值给出分子的身份和相对浓度。这些峰值可以重新转化为化学物质,从而重现原始气味。

1938 年在皇家摄影学会第 83 届国际年度展览会上展示了一种更抽象的气味摄影形式。第一批气味照片由 H. 德沃拍摄,展示了挥发性分子在液态汞表面的作用。

“气味的散发涉及物质的挥发。如果将有气味的物质封闭在距清洁汞表面几毫米的细胞中,则有可能在汞表面收集一层单分子层挥发性或有气味的物质。如果汞表面最初覆盖着滑石粉,则可以观察到单分子层逐渐形成的现象,因为滑石粉逐渐被推离物质样本正下方的位置。”

下面的图像是百合和樟脑的气味,尽管它们没有传达太多关于气味的信息,但它们是表示气味物理性质的精美方式。每次我们吸气时,我们都会吸入我们正在闻的物体的碎片,空气中的挥发性分子与我们的嗅觉器官相互作用,为我们提供周围化学世界的图景。

(气味照片来自约翰·普塔克;感谢娜塔莉·B的链接!)

Christina Agapakis is a biologist, designer, and writer with an ecological and evolutionary approach to synthetic biology and biological engineering. Her PhD thesis projects at the Harvard Medical School include design of metabolic pathways in bacteria for hydrogen fuel production, personalized genetic engineering of plants, engineered photosynthetic endosymbiosis, and cheese smell-omics. With Oscillator and Icosahedron Labs she works towards envisioning the future of biological technologies and synthetic biology design.

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