נשימה הם כלי משומש לעתים קרובות למדידת כמות האתנול בנשימתו של מישהו, המתייחס לתכולת האלכוהול בדם שלהם. עם זאת, קשה לזהות משקאות אלכוהוליים המזוהמים על ידי מתנול (המכונה לעיתים אלכוהול עץ). חוקרים המדווחים חיישני ACS פיתחו חיישן אב -טיפוס המגלה במהירות ובקלות כמויות קטנות של מתנול בנשימה – צעד לקראת פיתוח "מתנול נשימה" כדי לאבחן ביעילות הרעלות.
למתנול ואתנול, למרות היותם דומים מבחינה מבנית, יש השפעות שונות בהרבה על הגוף כאשר נבלע. אתנול מעניק ליין, בירה ורוחות את סיווגם כמשקאות אלכוהוליים וגורם להשפעות פיזיולוגיות כמו בחילה, סחרחורת וליקוי נוירולוגי זמני. עם זאת, צריכת כמויות קטנות של מתנול עלולה לגרום לעיוורון, עוויתות ואפילו מוות. מתנול הוא ממס תעשייתי לא יקר שלעתים מתווסף למשקאות אלכוהוליים כדי להוריד את עלותם, נוהג שהיה נפוץ במיוחד כאשר היה ייצור אלכוהול Bootleg. אולם בשנת 2025 נוהג זה עדיין גורם למקרים של הרעלת מתנול ומוות. אבחון הרעלת מתנול כרוך בדרך כלל בניתוח דגימות דם מאדם מושפע, שיכול להיות יקר ומסובך – במיוחד בהתחשב בכך שאלכוהול נגוע נמצא בעיקר במדינות בעלות הכנסה נמוכה. אז, דוסאן לוסיק ועמיתיו רצו במקום זאת ליצור חיישן נשימה מתנול אמין וקל לשימוש.
החוקרים ניסחו דיו מיוחד מוליך חשמלי ששילב מסגרת אורגנית מתכתית-אורגנית (MOF) וגרפן. לאחר מכן הם הדפיסו תלת מימד את הדיו על קרמיקה ויצרו את החיישן. מכונה יצרה נשימה מלאכותית על ידי מיזוג אוויר יבש עם אוויר לח המכיל מתנול ואז חיקתה נושבת הנשימה לתא המכיל את החיישן. האב -טיפוס זיהה מתנול בריכוזים נמוכים עד 50 חלקים למיליארד (מתחת לרמות שנמצאו בנשימה במהלך הרעלת מתנול) ושמר על יציבותו וביצועיו לאחר מספר מחזורי חישה חוזרים ונשנים. בתחילה, החיישן נאבק להבדיל בין מתנול ואתנול בסביבה דמוית נשימה. לפיכך, הצוות השתמש בניתוח סטטיסטי ובאלגוריתם למידת מכונה מיומן כדי להבדיל בין הגזים. כלי בינה מלאכותית אלה אפשרו לחיישן לגלות מתנול בחלקים למיליארד ואתנול בריכוזי חלקים למיליון.
עבודה זו מדגימה את הצעד הראשון לקראת שימוש בגרפן ו- MOF זה לאיתור מתנול באוויר. החוקרים אומרים כי יש צורך בהתפתחות נוספת כדי להבחין בין מתנול לאתנול בלחות הגבוהה יותר של נשימה נשיפה לפני שמכשיר נשימה מתנול קל ופשוט מציל חיים הופך למציאות.
