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新開發出輕量級氣體傳感器 可在災區第一時間嗅出幸存者
專欄:行業資訊
發布日期:2018-05-07
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目前,在地震或爆炸等災難發生后,搜救隊尋找幸存者的方式有很多。據麥姆斯咨詢報道,近日,來自奧地利、瑞士和塞浦路斯的研究團隊為搜救又增添一項強大的新技術,該項技術僅利用經濟型傳感器,就可在廢墟中幫助搜救隊發現被困人員。這種傳感器重量輕、便于攜帶,既可以讓首批搜救者(如搜救犬)攜帶,也容易安裝在無人機上。因此,它可在災難發生后最寶貴的時段內發現幸存者,這對于幸存者的生死具有決定性的意義。瑞士蘇黎世聯邦...
目前,在地震或爆炸等災難發生后,搜救隊尋找幸存者的方式有很多。據麥姆斯咨詢報道,近日,來自奧地利、瑞士和塞浦路斯的研究團隊為搜救又增添一項強大的新技術,該項技術僅利用經濟型傳感器,就可在廢墟中幫助搜救隊發現被困人員。 這種傳感器重量輕、便于攜帶,既可以讓首批搜救者(如搜救犬)攜帶,也容易安裝在無人機上。因此,它可在災難發生后最寶貴的時段內發現幸存者,這對于幸存者的生死具有決定性的意義。 瑞士蘇黎世聯邦理工學院(ETH Zurich)的工藝工程教授Sotiris Pratsinis向我們描述:“在地震發生后,許多受害者被困在倒塌的建筑物下,急需快速救助。因為在最初的幾個小時里,存活率會隨著時間的推移急劇下降。目前,搜救犬是城市搜索和救援不可或缺的重要幫手,因為它們具備從廢墟中嗅出被困人類的獨特能力。然而,搜救犬的適用范圍和體力都是有限的,同時它們對壓力非常敏感。因此,我們開發了一款手掌大小、價格低廉的傳感器陣列,該傳感器可通過嗅出人類的化學特征來探測幸存者。” 該團隊推出的這款小型設備由五種傳感器組成。其中兩種是探測濕度和二氧化碳的傳感器,可直接購于市場。另外三種傳感器是需要定制的,能夠探測出如丙酮、氨和異戊二烯等呼吸和皮膚釋放出的化學物質,哪怕只是微量的、痕量級別(trace-level)的濃度。目前搜救任務所用設備笨重且昂貴,如果化學物質濃度不夠高,就會錯失信號,相比之下,新開發的小型設備傳感器更實用。 Pratsinis繼續補充道:“到目前為止,我們已在受困人類的模擬測試中對傳感器進行了測試。測試中,志愿者被關在一個氣密性很好的房間里,以積聚他們呼吸和皮膚釋放的化學物質。這些傳感器通過感應微量的化學物質(含量僅為十億分之三)迅速探測到人類的存在,該傳感器性能達到了便攜式探測器前所未有的水平。下一步計劃在與‘災難發生后’類似的環境條件下,對傳感器陣列進行現場測試。” 實驗裝置如圖所示:(a)被困志愿者的皮膚和呼吸釋放的化學物質積聚在一定體積的房間中。(b)傳感器陣列由分別探測氨、丙酮和異戊二烯的三顆化學傳感器(摻MoO3的硅、摻WO3的硅和摻ZnO的鈦),以及探測濕度和二氧化碳的兩顆商用傳感器共同組成。同時使用SRI-TOF-MS測量方法進行交叉驗證。(c)傳感器的外觀照片。(d)傳感元件由多孔半導體薄膜形成,這些薄膜直接由火焰沉積法形成聚集/聚合金屬氧化物。(e)以摻鈦ZnO為例的掃描電子顯微鏡頂部視圖。 目前該項目成果已發表在American Chemical Society journal Analytical Chemistry上,題為《用傳感器陣列嗅探人類》。 |