作者:苏塞克斯大学的爱丽丝·因格尔 信用:CC0公共领域 苏塞克斯大学的科学家与牛津公司M-SOLV和一组来自欧洲的科学家合作，开发了一种高度灵敏和精确的二氧化氮(NO2)传感器，在家庭、公共和工业环境中具有拯救生命的潜力
一种源自内燃机和工业过程的主要空气污染物，长期暴露在NO2中会导致呼吸系统问题，这对于婴儿和哮喘患者来说尤其严重，甚至威胁生命
这种气体传感器首次能够在一个价格合理的便携式物联网设备中提供当地环境中NO2水平的准确读数，该设备可以与智能手机和应用程序同步
欧盟法规允许空气中二氧化氮的阈值为十亿分之二十，一年内超过不超过18次
然而，仅在伦敦，月平均水平就经常高于这个水平
监测空气质量以防止这种接触达到ppb水平目前只能通过笨重、昂贵的设备实现，因此没有得到广泛实施
因此，科学家们面临的挑战是创造一种足够灵敏和准确的设备，能够检测空气中低于十亿分之二十的二氧化氮，但也能在现实世界中运行，并且足够方便和负担得起，具有广泛使用的潜力
他们的突破来自于基于激光沉积碳气凝胶(LDCA)开发的NO2传感层，他们发现该层对NO2的选择性优于其他常见的空气污染物，在碳纳米材料中独一无二
使用廉价、可扩展的一步激光工艺，将薄的、多孔且粘附良好的LDCA薄膜沉积在电极上，该电极可容纳在一系列用于连续空气监测的装置结构中
该传感器非常灵敏，可以在不到15分钟的时间内检测到接近十亿分之十的NO2，最重要的是，它可以在室温下工作——即使在潮湿条件下也能正常工作，这对于许多其他传感器来说是一个有问题的环境
苏塞克斯大学材料物理小组组长艾伦·道尔顿教授说:“像窗玻璃上的凝结物一样，纳米材料，比如我们在这项研究中使用的碳，几乎总是有地表水
通常，这是一件非常糟糕的事情，因为它干扰了技术，但在这种情况下，我们已经能够利用这层水来选择性地溶解NO2，而不是通常在环境条件下发现的其他挥发物
作为一名物理学家，这真的很令人兴奋，因为这就是为什么我们的传感器在现实条件下对NO2具有如此高的灵敏度，确保我们避免错误的阳性读数
作为一名父亲，促使我追求这一发展的原因之一是听到空气中二氧化氮的危险水平对婴儿发病率的影响——我们在大城市经常看到这种情况
城市环境污染严重并不是什么新闻，但是如果没有广泛和准确的空气质量监测，我们大多数人都不知道我们当地的空气对我们自己和我们的孩子有多有害
" 该传感器的潜在应用包括:作为监测婴儿卧室空气质量的安全装置；帮助告知最佳步行或骑自行车路线和时间，以避免高污染水平；甚至由房地产经纪人向潜在的购房者提供房屋和区域内二氧化氮水平的信息
科学家们希望议会能够利用这项技术来跟踪城市环境和工业的污染水平
苏塞克斯大学的博士后研究员彼得·林奇在传感器的开发过程中发挥了关键作用，他说:“作为一个来自欧洲各地的科学家团队，我们的共同目标之一是开发一种传感器，这种传感器不仅能在实验室外发挥出色的性能，还能让普通家庭负担得起，从而确保我们中的更多人能够获得当地每小时的空气质量信息
除了帮助个人做出明智的选择之外，我们希望这些数据也能输入到一个全国性的——甚至是全球性的——污染监测数据库中，以便对空气质量采取积极的行动
" 制造NO2传感器的SOLV公司业务发展总监亚当·布伦顿说:“这种传感器的一个优点是它使用了我们在牛津的大面积电子制造洁净室里已经有的熟悉的设备和材料
这意味着它与标准智能手机制造技术兼容，并且可以很容易地与电子处理、无线通信、移动网络等集成
因此，从单个设备或由这些传感器组成的庞大网络远程访问数据是一个相当简单的过程
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