加州大学研发出低成本便携空气检测设备

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2017年9月11日，加州大学洛杉矶分校的研究人员研发出了一种低成本便携式空气危险颗粒含量检测装置，名为C-Air。

C-Air分为四部分：可充电电池、真空泵、传感器、光纤耦合照明模块。电池用于能源供给；真空泵则会在30秒内快速筛查设备附近6.5升的空气；传感器顶部安装有红、蓝、绿三色粘性盖玻片，用于采集周围空气的气溶胶（由固体或液体小质点分散并悬浮在气体介质中形成的胶体分散体系）；照明模块射出来的光会标记气溶胶中危险颗粒（丁达尔效应），再由传感器制作出气溶胶微观图像。这些图像最终会通过手机上的APP传至服务器，并通过机器学习等技术对其分析，从而得出空气质量的监测结果，如PM2.5。此外，C-Air还用到了机器学习，使得机器可以快速将大于20平方毫米的气溶胶微观图成像并分析出结果。

实际上空气危险颗粒含量检测仪并不罕见，美国环境保护局（EPA）就通过自动被β衰减检测（BAM）和锥形元件震荡微量天平（TEOM）来检测空气中的危险颗粒含量。BAM仪器会先对气溶胶进行取样，再根据β-粒子源在气溶胶上单位时间内的衰减得出一个数据。TOEM中的玻璃试管包含了不同衰减程度的β-粒子，TOEM在得到数据以后发生振动，振动频率相同的玻璃管所代表的数值就是当前空气中危险颗粒含量。这两个设备加在一起大约30公斤，而且造价大约是5到10万美元。虽然也有一些非常便捷的空气危险颗粒含量监测仪器，但是这些设备采用的是气旋收集、冲击、热脉冲以及过滤等检测方法，需要把检测数据拿到实验室才能得到检测地的空气质量报告。

C-Air则避免了上述设备的缺点，它和一台单反相机差不多大小，重量为590克，还可以在检测时得到实时报告。虽然研究人员并没有公布明确的成本价格，但是他们给出了3000到5000美元的区间。

C-Air项目的带头人是Aydogan Ozcan，他是加州大学洛杉矶分校电气工程与生物工程学院校长。2015年，Aydogan在造访某城市时，发现当地的PM2.5非常高，但是当地的空气质量监测机构无法在第一时间得到空气质量报告，原因是资金不足，无法购置优秀的设备。空气危险颗粒含量监测设备造价昂贵是抬高该领域门槛的一个关键障碍，很多地区的质量检测机构都因为此而寸步难行。Aydogan觉得有必要改善这个现状，于是他带领团队开始了C-Air项目。

C-Air项目一经启动，就获得了许多基金会的支持，包括：建立创新能力（PFI）、海军研究办公室（ONR）、美国国家卫生研究院（NIH）、霍华德休斯医学研究所（HHMI）、沃达丰美洲基金会、玛丽凯基金会、史蒂文亚历山德拉科恩基金会和KAUST。同时，美国科学基金会也参与其中。

然而，C-Air还不是完全体，该设备目前的精度为93%，这距离Ozcan的目标还远远不够，他会按照实验室和质量检测机构的标准提高C-Air的精度，以便相关单位能够更有效地使用该设备。