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          汽车科普|气味科普之相互作用
          最后更新:2021-11-26 浏览:27次

          上一期的文章《气味科普之呈味物质》重点介绍了气味物质的共同特征以及气味与分子结构之间的关系。通常实际闻到的气味都是由各种物质复合而成的,不同物质混合后气味会发生怎样的变化呢?本期将为大家重点介绍。

          01单一组分气味

          大量研究表明,单一组分气味物质给予人的感觉量(即气味强度)与气味物质对人的嗅觉刺激量(即化学浓度)的对数成正比,可用韦伯-费希纳定律表征,见公式(1)。

          81.jpg(1)

          式中:OI为气味强度;k为常数;C为气味物质的化学浓度。

          上述公式中的常数k是通过实验得出的经验值,不同的气味物质对应的k值大小也有一定差别。韦伯-费希纳定律最重要的作用是表述化学浓度与气味强度间的一种趋势,例如,即使气味物质的化学浓度减少90%,人的嗅觉感受只减小了50%左右。

          02二组分混合气味

          在二组分混合物中,气味物质间相互作用对混合物气味强度的影响可分为:融合作用,OIab=OIa+OIb;协同作用,OIab>OIa+OIb;拮抗作用,OIab<OIa+OIb。根据气味物质间相互作用表现出的规律,研究人员提出了一系列的气味强度预测模型,包括矢量模型、线性模型等。

          (1)矢量模型

          矢量模型通过模拟矢量相加的方法计算两种强度已知的物质混合后的总气味强度,在这个过程中物质间的相互作用程度表现为α值,见公式(2)。

          82.jpg(2)

          由于cosα值无法与物质的结构等参数进行关联,矢量模型在使用前需要针对目标物质预先测定相应的cosα值。

          (2)线性模型

          在利用线性模型研究各类单一气味物质的基础上,可推广到两种不同物质的相互作用。研究表明,利用乙酸丁酯分别与苯、甲苯、乙苯、邻二甲苯和苯乙烯组成二组分混合物,混合物的总气味强度和各组分单独存在时的气味强度存在以下关系,见公式(3)。

          83.jpg3)

          式中:OIc为乙酸丁酯的气味强度,OId为苯系物的气味强度。

          03多组分混合物气味

          实际气味往往是多种物质的混合物,各物质间存在着多种相互作用(如相加、协同、抵消、掩蔽等作用)。复合气味中各组分的影响是由其物质浓度和嗅阈值两方面决定的,若物质浓度高,嗅阈值也高,则其气味不一定处于支配地位;若物质浓度低,该物质的嗅阈值也很低,则反而会呈现强烈的气味。普遍认为气味物质浓度与嗅阈值的比值(称为阈稀释倍数)与气味存在某种对应关系,但对于具体的对应关系和数学模型仍存在较大分歧。目前,关于复合气味与各组分的关系有两种理解方法,分为总和模型法与最大模型法。

          (1)总和模型法

          总和模型法认为复合气味浓度等于各组分的阈稀释倍数的总和,即

          气味浓度=∑各组分的阈稀释倍数

          (2)最大模型法

          最大模型法认为复合气味浓度等于各组分中阈稀释倍数的最大值,即

          气味浓度=max(各组分的阈稀释倍数)

          这两种模型都是简化模型,忽略了各成分之间存在的相乘、相消等相互作用。未来还需要结合大量试验,来验证并修订嗅阈值与复合气味浓度的对应系数,得出科学的数学模型。

          84.png

          气味物质相互作用

          实际的气味样品通常由多种气味物质混合组成,且气味物质间普遍存在着相互作用。随着混合物中物质种类的增多,气味物质间的相互作用也越复杂。在实际车内气味管控中,如何对气味样品进行采集,才能保证采集到的样品具有代表性?下期我们将对气味样品的采集方法进行介绍,欢迎持续关注。(文/汽车材料研究室)




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