保罗·迈耶霍夫(Paul Maierhofer)和他的微小粒子传感器,木板中间的黑色正方形
空气污染涉及非常细小的灰尘,例如PM2.5颗粒,对人类健康构成了严重威胁。奥地利的科学家开发出了他们所谓的世界上最小的粒子传感器,该传感器专门用于检测这些有害污染物,并通过集成到可穿戴设备和移动设备中,提供了高度本地化的空气质量图像。
根据世界卫生组织的数据,空气污染导致每年超过400万人过早死亡。虽然PM10颗粒或更小的颗粒也可以进入肺部,但PM2.5颗粒才是最危险的,因为它们可以穿透肺屏障,渗入血液,通过长期的暴露,会导致严重的心血管疾病和呼吸道疾病,以及其他健康问题。
PM2.5颗粒的浓度可以通过分布在城市和地区的监测站来测量,实际上,美国环境保护局使用这些监测站组成的全国性网络来跟踪空气质量趋势。但是,奥地利格拉茨工业大学(TU Graz University of Technology)的科学家们一直在研究一种更划算、更紧凑且用途更广泛的解决方案,该解决方案可以实时提醒用户危险情况。
研究人员与半导体制造商Ams AG和奥地利硅实验室的科学家合作,将用于传统空气质量监测设备的仪器缩小到尽可能小的尺寸。这项工作的结果是:一个尺寸为12 x 9 x 3毫米(0.47 x 0.35 x 0.11英寸)的传感器,比一对堆叠在彼此上方的欧元硬币还要小。
板中间的黑色正方形为新制造的传感器,尺寸为12 x 9 x 3毫米,比一对堆叠在彼此上方的欧元硬币还要小
领导这项研究的TU Graz的Paul Maierhofer研究员说:“这种传感器在物理和技术上的可行性已经达到了极限,在这个尺寸下,它包含了很多技巧。”。
这种尺寸的传感器可以很容易地集成到智能手机、智能手表或健身腕带中,以实时监测空气中的细小颗粒物,甚至在周围的颗粒物浓度达到危险水平时提醒用户。该团队设想,通过更清晰地了解当地污染源的形成,可以帮助用户形成健康的习惯。
格拉茨大学电气测量和传感器系统研究所所长,保罗•迈耶霍夫博士生导师亚历山大•伯格曼说:“例如,该传感器可是帮助用户在慢跑或每天上下班的路上避免污染特别严重的路线。”
此外,该团队表示,该传感器还可以用于家庭或户外应用,其目的是使该传感器的价格不用那么高昂。
伯格曼说:“由于目前可用的传感器的尺寸、复杂性和成本,对空气质量的紧密和全面的监测迄今未能成功。而我们的粒子传感器就填补了这一空白。”