新型纳米传感器更广泛地测量空气污染

 根据世界卫生组织的数据，欧洲每年有55万人因空气污染而过早死亡，全世界有700万人因空气污染而过早死亡。然而，测量它可能是一项挑战，因为设备往往又大又贵。但是，由于瑞典查尔默斯理工大学(Chalmers University of Technology)开发的一种小型光学纳米传感器，这种情况可能很快就会改变。这种传感器可以安装在普通路灯上。这项技术已经在瑞典西部投入使用，研究人员和其他相关人员希望该传感器能很快在许多广泛的环境中得到应用。与谢菲尔德大学的合作也在进行中。

“空气污染是一个全球性的健康问题。能够为增长的知识和更好的环境做出贡献感觉很棒。查尔默斯研究所的研究员Irem Tanyeli说。他帮助开发了这种小型传感器，可以非常精确地测量二氧化氮。为了让高科技传感器从实验室进入现实世界，Irem Tanyeli与总部位于哥德堡的Insplorion公司合作。Insplorion是查尔默斯研究人员克里斯托弗·朗哈默(Christoph Langhammer)于2010年联合创办的。在金融家米斯特拉创新(mistral Innovation)的帮助下，他参与了该公司应对精确绘制空气污染地图这一巨大环境挑战的努力。

“这是大学和公司如何合作的一个很好的例子。双方都用自己的专业知识来创造一种新产品，为一个更可持续的社会做出贡献，”查默斯物理系教授克里斯托弗朗哈默(Christoph Langhammer)表示。道路交通产生的废气是空气中二氧化氮污染的主要原因。吸入二氧化氮对我们的健康有害，即使浓度很低，也会损害我们的呼吸系统，导致心脏和血管疾病。根据世界卫生组织(who)的数据，空气污染是全球最大的单一环境健康风险。这种新型的光学纳米传感器可以非常精确地检测到低浓度的二氧化氮——甚至可以精确到十亿分之几(ppb)。测量技术是建立在一种叫做等离子体的光学现象之上的。当金属纳米粒子被照亮并吸收特定波长的光时，就会产生这种现象。Christoph Langhammer和他的研究小组已经在这一领域工作了十多年，现在创新已经开始崭露头角。

在过去的两年里，Irem Tanyeli一直致力于优化传感器材料，并在不同的模拟环境条件下进行测试。这项技术现在安装在哥德堡的路灯上，作为与照明公司Leading Light合作的一部分，用来测量城市环境中二氧化氮分子的数量。Irem Tanyeli说：“未来，我们希望这项技术也能集成到其他城市基础设施中，比如交通灯或测速相机，或者用于测量室内空气质量。”北欧最大的购物中心之一哥德堡的Nordstan屋顶上也安装了一个传感器，不久还将在哥德堡的大型铁路隧道建设项目Vastlanken沿线安装更多传感器。这项技术已经引起了几家机构的兴趣，其中包括谢菲尔德大学(University of Sheffield)的空气质量中心Urban Flows Observatory。他们将进行实地测试，将纳米传感器的结果与英国一些参考站的数据进行比较。

“市场上缺少小型的二氧化氮传感器。我们发现这种纳米等离子体溶液很有趣，并期待着测试结果。其他相关方包括Stenhj瑞典公司，发展天然气汽车维修店和烟雾分析器和车辆检验公司，以及IVL,瑞典环境研究院。环境保护署与业界及公共机构紧密合作，进行应用研究及发展，以解决环境问题。这种新的传感器技术不仅可以测量二氧化氮，还可以适用于其他类型的气体。因此，有进一步创新的潜力。“二氧化氮只是许多可以通过光学纳米传感器检测到的物质之一。这类技术有着巨大的机遇，”Christoph Langhammer说。