新型納米傳感器更廣泛地測(cè)量空氣污染

 根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)，歐洲每年有55萬(wàn)人因空氣污染而過(guò)早死亡，全世界有700萬(wàn)人因空氣污染而過(guò)早死亡。然而，測(cè)量它可能是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，因?yàn)樵O(shè)備往往又大又貴。但是，由于瑞典查爾默斯理工大學(xué)(Chalmers University of Technology)開(kāi)發(fā)的一種小型光學(xué)納米傳感器，這種情況可能很快就會(huì)改變。這種傳感器可以安裝在普通路燈上。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在瑞典西部投入使用，研究人員和其他相關(guān)人員希望該傳感器能很快在許多廣泛的環(huán)境中得到應(yīng)用。與謝菲爾德大學(xué)的合作也在進(jìn)行中。

“空氣污染是一個(gè)全球性的健康問(wèn)題。能夠?yàn)樵鲩L(zhǎng)的知識(shí)和更好的環(huán)境做出貢獻(xiàn)感覺(jué)很棒。查爾默斯研究所的研究員Irem Tanyeli說(shuō)。他幫助開(kāi)發(fā)了這種小型傳感器，可以非常精確地測(cè)量二氧化氮。為了讓高科技傳感器從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入現(xiàn)實(shí)世界，Irem Tanyeli與總部位于哥德堡的Insplorion公司合作。Insplorion是查爾默斯研究人員克里斯托弗·朗哈默(Christoph Langhammer)于2010年聯(lián)合創(chuàng)辦的。在金融家米斯特拉創(chuàng)新(mistral Innovation)的幫助下，他參與了該公司應(yīng)對(duì)精確繪制空氣污染地圖這一巨大環(huán)境挑戰(zhàn)的努力。

“這是大學(xué)和公司如何合作的一個(gè)很好的例子。雙方都用自己的專業(yè)知識(shí)來(lái)創(chuàng)造一種新產(chǎn)品，為一個(gè)更可持續(xù)的社會(huì)做出貢獻(xiàn)，”查默斯物理系教授克里斯托弗朗哈默(Christoph Langhammer)表示。道路交通產(chǎn)生的廢氣是空氣中二氧化氮污染的主要原因。吸入二氧化氮對(duì)我們的健康有害，即使?jié)舛群艿?，也?huì)損害我們的呼吸系統(tǒng)，導(dǎo)致心臟和血管疾病。根據(jù)世界衛(wèi)生組織(who)的數(shù)據(jù)，空氣污染是全球最大的單一環(huán)境健康風(fēng)險(xiǎn)。這種新型的光學(xué)納米傳感器可以非常精確地檢測(cè)到低濃度的二氧化氮——甚至可以精確到十億分之幾(ppb)。測(cè)量技術(shù)是建立在一種叫做等離子體的光學(xué)現(xiàn)象之上的。當(dāng)金屬納米粒子被照亮并吸收特定波長(zhǎng)的光時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生這種現(xiàn)象。Christoph Langhammer和他的研究小組已經(jīng)在這一領(lǐng)域工作了十多年，現(xiàn)在創(chuàng)新已經(jīng)開(kāi)始嶄露頭角。

在過(guò)去的兩年里，Irem Tanyeli一直致力于優(yōu)化傳感器材料，并在不同的模擬環(huán)境條件下進(jìn)行測(cè)試。這項(xiàng)技術(shù)現(xiàn)在安裝在哥德堡的路燈上，作為與照明公司Leading Light合作的一部分，用來(lái)測(cè)量城市環(huán)境中二氧化氮分子的數(shù)量。Irem Tanyeli說(shuō)：“未來(lái)，我們希望這項(xiàng)技術(shù)也能集成到其他城市基礎(chǔ)設(shè)施中，比如交通燈或測(cè)速相機(jī)，或者用于測(cè)量室內(nèi)空氣質(zhì)量。”北歐最大的購(gòu)物中心之一哥德堡的Nordstan屋頂上也安裝了一個(gè)傳感器，不久還將在哥德堡的大型鐵路隧道建設(shè)項(xiàng)目Vastlanken沿線安裝更多傳感器。這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)引起了幾家機(jī)構(gòu)的興趣，其中包括謝菲爾德大學(xué)(University of Sheffield)的空氣質(zhì)量中心Urban Flows Observatory。他們將進(jìn)行實(shí)地測(cè)試，將納米傳感器的結(jié)果與英國(guó)一些參考站的數(shù)據(jù)進(jìn)行比較。

“市場(chǎng)上缺少小型的二氧化氮傳感器。我們發(fā)現(xiàn)這種納米等離子體溶液很有趣，并期待著測(cè)試結(jié)果。其他相關(guān)方包括Stenhj瑞典公司，發(fā)展天然氣汽車維修店和煙霧分析器和車輛檢驗(yàn)公司，以及IVL,瑞典環(huán)境研究院。環(huán)境保護(hù)署與業(yè)界及公共機(jī)構(gòu)緊密合作，進(jìn)行應(yīng)用研究及發(fā)展，以解決環(huán)境問(wèn)題。這種新的傳感器技術(shù)不僅可以測(cè)量二氧化氮，還可以適用于其他類型的氣體。因此，有進(jìn)一步創(chuàng)新的潛力。“二氧化氮只是許多可以通過(guò)光學(xué)納米傳感器檢測(cè)到的物質(zhì)之一。這類技術(shù)有著巨大的機(jī)遇，”Christoph Langhammer說(shuō)。