【
儀表網(wǎng) 儀表上游】日前,奧地利科學(xué)家制造出了目前世界上最小的粒子
傳感器,可用于監(jiān)測(cè)空氣中的有害物質(zhì)。
空氣污染是人體健康的重大威脅之一??諝庵谐苏5某煞滞猓苋祟?lèi)活動(dòng)的影響,其中還包含許多細(xì)顆粒物。
細(xì)顆粒物又稱(chēng)細(xì)粒、細(xì)顆粒、PM2.5。細(xì)顆粒物指環(huán)境空氣中空氣動(dòng)力學(xué)當(dāng)量直徑小于等于 2.5 微米的顆粒物,化學(xué)成分主要包括有機(jī)碳(OC)、元素碳(EC)、硝酸鹽、硫酸鹽、銨鹽、鈉鹽(Na⁺)等。
PM2.5粒徑小,面積大,活性強(qiáng),易附帶有毒、有害物質(zhì)(例如,重金屬、微生物等),且在大氣中的停留時(shí)間長(zhǎng)、輸送距離遠(yuǎn),因而對(duì)人體健康和大氣環(huán)境質(zhì)量的影響更大。
PM2.5可通過(guò)呼吸進(jìn)入肺部,還會(huì)通過(guò)慢性暴露進(jìn)入血液,引起呼吸系統(tǒng)疾病、心臟甚至癌癥。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的統(tǒng)計(jì),空氣污染每年導(dǎo)致400萬(wàn)人過(guò)早死亡。
通常,可以通過(guò)位于城市周邊的監(jiān)測(cè)站來(lái)測(cè)量PM2.5顆粒的濃度,這些監(jiān)測(cè)站使用的設(shè)備也相當(dāng)專(zhuān)業(yè),成本也較高??茖W(xué)家一直以來(lái)都在尋求一種更具效益且用途廣泛的設(shè)備。
奧地利格拉茨科技大學(xué)(Graz University of Technology)的科研究人員與半導(dǎo)體制造商艾姆斯公司(Ams AG)和奧地利硅實(shí)驗(yàn)室(Silicon Austria Labs)的科學(xué)家合作,近日研制出了這種理想設(shè)備,它成本低,結(jié)構(gòu)緊湊,可以實(shí)時(shí)提醒用戶(hù)空氣中的危險(xiǎn)污染物。
研究人員在常規(guī)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)設(shè)備傳感器的基礎(chǔ)上,將其尺寸進(jìn)一步縮小,最終,這一傳感器的尺寸達(dá)到了12 x 9 x 3毫米,甚至比1分硬幣還小。
體積雖然小,但是并不影響其監(jiān)測(cè)的精確度,參與研究的格拉茨大學(xué)電氣測(cè)量和傳感器系統(tǒng)研究所所長(zhǎng),保羅?邁耶霍夫(Paul Maierhofer)表示:“在物理和技術(shù)上可行的極限下,該傳感器的檢測(cè)是正確的,為了達(dá)到這種尺寸,我們采用了多種技術(shù)手段?!?br/>
不過(guò),研究人員并沒(méi)有透露這個(gè)微小傳感器的具體工作過(guò)程,也沒(méi)有給出其監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與傳統(tǒng)手段的對(duì)比。
另一名研究人員亞歷山大?伯格曼(Alexander Bergmann)表示:“由于目前可用的測(cè)量傳感器的尺寸,復(fù)雜性和成本,迄今為止,對(duì)空氣質(zhì)量的近距離和全面的監(jiān)控不盡如人意,我們的粒子傳感器填補(bǔ)了空白。”
憑借其嬌小的尺寸,該傳感器可以輕松集成到智能手機(jī),智能手表或健身腕帶中,以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)空氣中的細(xì)小顆粒物,并在含量較高時(shí)通知用戶(hù)。
該團(tuán)隊(duì)認(rèn)為,通過(guò)更清晰地了解當(dāng)?shù)匚廴驹吹男纬?,可以幫助用?hù)養(yǎng)成健康的習(xí)慣,“例如,在鍛煉或每天通勤時(shí)避免污染嚴(yán)重的路線,”
此外,該團(tuán)隊(duì)表示,該傳感器還可以在家庭或室外的檢測(cè)設(shè)備中使用,最重要的是其成本要比當(dāng)前使用的許多設(shè)備要低得多。