新型納米傳感器高精度檢測
根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),歐洲每年有55萬人因空氣污染而過早死亡,全世界有700萬人因空氣污染而過早死亡。然而,測量它可能是一項挑戰(zhàn),因為設備往往又大又貴。但是,由于瑞典查爾默斯理工大學(Chalmers University of Technology)開發(fā)的一種小型光學納米傳感器,這種情況可能很快就會改變。這種傳感器可以安裝在普通路燈上。這項技術已經(jīng)在瑞典西部投入使用,研究人員和其他相關人員希望該傳感器能很快在許多廣泛的環(huán)境中得到應用。與謝菲爾德大學的合作也在進行中。
“空氣污染是一個全球性的健康問題。能夠為增長的知識和更好的環(huán)境做出貢獻感覺很棒。查爾默斯研究所的研究員Irem Tanyeli說。他幫助開發(fā)了這種小型傳感器,可以非常精確地測量二氧化氮。為了讓高科技傳感器從實驗室進入現(xiàn)實世界,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,他參與了該公司應對精確繪制空氣污染地圖這一巨大環(huán)境挑戰(zhàn)的努力。
“這是大學和公司如何合作的一個很好的例子。雙方都用自己的專業(yè)知識來創(chuàng)造一種新產(chǎn)品,為一個更可持續(xù)的社會做出貢獻,”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。吸入二氧化氮對我們的健康有害,即使?jié)舛群艿?,也會損害我們的呼吸系統(tǒng),導致心臟和血管疾病。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)境健康風險。這種新型的光學納米傳感器可以非常精確地檢測到低濃度的二氧化氮——甚至可以精確到十億分之幾(ppb)。測量技術是建立在一種叫做等離子體的光學現(xiàn)象之上的。當金屬納米粒子被照亮并吸收特定波長的光時,就會產(chǎn)生這種現(xiàn)象。Christoph Langhammer和他的研究小組已經(jīng)在這一領域工作了十多年,現(xiàn)在創(chuàng)新已經(jīng)開始嶄露頭角。
在過去的兩年里,Irem Tanyeli一直致力于優(yōu)化傳感器材料,并在不同的模擬環(huán)境條件下進行測試。這項技術現(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,用來測量城市環(huán)境中二氧化氮分子的數(shù)量。Irem Tanyeli說:“未來,我們希望這項技術也能集成到其他城市基礎設施中,比如交通燈或測速相機,或者用于測量室內(nèi)空氣質量。”北歐最大的購物中心之一哥德堡的Nordstan屋頂上也安裝了一個傳感器,不久還將在哥德堡的大型鐵路隧道建設項目Vastlanken沿線安裝更多傳感器。這項技術已經(jīng)引起了幾家機構的興趣,其中包括謝菲爾德大學(University of Sheffield)的空氣質量中心Urban Flows Observatory。他們將進行實地測試,將納米傳感器的結果與英國一些參考站的數(shù)據(jù)進行比較。
“市場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,并期待著測試結果。其他相關方包括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公司,以及IVL,瑞典環(huán)境研究院。環(huán)境保護署與業(yè)界及公共機構緊密合作,進行應用研究及發(fā)展,以解決環(huán)境問題。這種新的傳感器技術不僅可以測量二氧化氮,還可以適用于其他類型的氣體。因此,有進一步創(chuàng)新的潛力。“二氧化氮只是許多可以通過光學納米傳感器檢測到的物質之一。這類技術有著巨大的機遇,”Christoph Langhammer說。