UIC研究員Igor Paprotny（左二）、研究助手Omid Mahdavipour（左一）、John Sabino（左三）以及Dorsa Fahimi（右一）展示全球最小的顆粒物傳感器。

　　據(jù)咨詢報(bào)道，伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校工程學(xué)院和公共衛(wèi)生學(xué)院的研究人員正在開展一項(xiàng)合作研究，該研究可幫助收集周圍環(huán)境的污染數(shù)據(jù)，使空氣質(zhì)量檢測(cè)變得更容易。

　　該校電氣和計(jì)算機(jī)工程助理教授Igor Paprotny與環(huán)境和職業(yè)健康科學(xué)教授Lisa Brosseau，正共同努力使Paprotny及其團(tuán)隊(duì)所開發(fā)的微型傳感器廣泛應(yīng)用于社區(qū)和工作場(chǎng)所。

　　芝加哥是美國(guó)哮喘死亡率最高的城市之一，芝加哥不同社區(qū)內(nèi)兒童的哮喘發(fā)病率有很大差異，這是為什么呢？

　　我們認(rèn)為這可能與社區(qū)附近的空氣質(zhì)量有關(guān)。

　　Paprotny計(jì)劃將整個(gè)城市作為他的實(shí)驗(yàn)室，招募社區(qū)“平民科學(xué)家（citizen-scientists）”，利用其研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的微型傳感器來收集各地的環(huán)境污染數(shù)據(jù)。

　　Paprotny的團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)一款能夠連接手機(jī)，外形尺寸僅有存儲(chǔ)卡大小的顆粒物傳感器。Paprotny領(lǐng)導(dǎo)的氣體微流控團(tuán)隊(duì)成員來自：伊利諾伊大學(xué)芝加哥分校（UIC）、勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、加州大學(xué)伯克利分校以及一位來自美國(guó)環(huán)保局的科學(xué)家。該研究小組正在開發(fā)一款存儲(chǔ)器大小的顆粒物傳感器, 該傳感器能測(cè)量佩戴者周圍空氣中的危害污染物，并將數(shù)據(jù)傳輸至連接的智能手機(jī)中。

　　Paprotny說：“目前測(cè)量空氣顆粒污染物的儀器，其尺寸與一臺(tái)烤箱或者臺(tái)式電腦差不多。”

　　空氣顆粒污染物的由微粒、酸性液滴、有機(jī)化學(xué)品、金屬、土壤或灰塵等組成。據(jù)美國(guó)環(huán)保署稱，空氣顆粒污染物的大小與其致病風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)聯(lián)，其尺寸越小危害越大。10微米(PM10）以下的顆粒物（尺寸大約為人類頭發(fā)直徑的八分之一）可以穿過喉嚨，進(jìn)入肺部，引發(fā)嚴(yán)重的健康問題。

　　Paprotny繼續(xù)說：“當(dāng)顆粒物尺寸小到2.5微米（PM2.5）以下時(shí)，它們的危害更大，可以進(jìn)入人體肺部深處，人體無法通過自然途徑避免這些顆粒物的‘入侵’。由于顆粒物尺寸‘太大’，人體的免疫系統(tǒng)無法處理它們，但它們的尺寸又小到足以深入人體的呼吸系統(tǒng)�！�

　　美國(guó)環(huán)保署已多次降低人體暴露允許極限，但我們還需要更多的數(shù)據(jù)。我們團(tuán)隊(duì)開發(fā)的微型傳感器不僅方便攜帶，還提高了測(cè)量精度，降低了成本。Paprotny說：“我們的傳感器是目前唯一能檢測(cè)顆粒物重量并提供質(zhì)量濃度的全球最小傳感器。該傳感器批量生產(chǎn)后，預(yù)計(jì)制造成本為20美元/個(gè)，預(yù)計(jì)該傳感器的需求量將很大。我們正與芝加哥環(huán)保組織探討合作，希望最終招募平民科學(xué)家來佩戴這些微型傳感器。

　　隨著這些移動(dòng)的微型傳感器在整個(gè)城市中穿梭，我們便能構(gòu)建城市的污染地圖并收集污染數(shù)據(jù)�！�

工作場(chǎng)所的空氣顆粒物污染危害

　　工業(yè)衛(wèi)生學(xué)家Brosseau認(rèn)為Paprotny的傳感器能為她工作的領(lǐng)域帶來了變革，其傳感器能夠檢測(cè)識(shí)別工作場(chǎng)所中的有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)對(duì)工作人員暴露接觸的有效控制。

　　過去，工作場(chǎng)所中的危害物是由檢測(cè)人員攜帶笨重的設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，隨后還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行人工分析。

　　Brosseau認(rèn)為Igor團(tuán)隊(duì)開發(fā)的微型傳感器非常有意思，它們的傳感器非常微小，并且含有一個(gè)內(nèi)置微泵，所以不再需要過去檢測(cè)方法中的其它工具，使用時(shí)可以把它夾在衣領(lǐng)上。

　　Brosseau建議以該微型傳感器為基礎(chǔ)，開發(fā)可穿戴設(shè)備，例如將傳感器嵌入項(xiàng)鏈或者耳環(huán)內(nèi)。Brosseau說：“這些傳感器能隨時(shí)獲取數(shù)據(jù)，它們能促進(jìn)全民科學(xué)的理念。我們可以為工作場(chǎng)所的工作人員提供這種可穿戴設(shè)備，這些設(shè)備能隨時(shí)告知工作人員，他們所接觸的空氣中含有什么顆粒物，而無需像過去那樣等待兩周才能獲得檢測(cè)結(jié)果�！�

　　憑借更快的環(huán)境檢測(cè)結(jié)果反饋，研究人員可根據(jù)收集的血壓、癥狀等更多生理數(shù)據(jù)，來研究顆粒物接觸與人體健康之間的影響關(guān)系。

　　Brosseau認(rèn)為這實(shí)現(xiàn)了流行病學(xué)的即時(shí)檢測(cè)研究，或?qū)⑶袑?shí)改變我們的世界。

　　Paprotny說：“這款微型傳感器可以幫助人們做出有利于他們健康的選擇。這款連接手機(jī)的便攜傳感器設(shè)備，可以幫助我們檢測(cè)周圍的空氣，并告訴我們出行是否安全。我們期待周圍的空氣是清潔的，但往往并非如此。”

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