通常，如果懷疑特定區(qū)域可能存在空氣中有毒化學(xué)物質(zhì)，則分析過程可能需要幾天的時(shí)間。然而現(xiàn)在，科學(xué)家們開發(fā)出了一種設(shè)備，他們聲稱可以在安全距離內(nèi)在短短10 秒內(nèi)分析有害氣體。

該工具由新加坡南洋理工大學(xué)副教授Ling Xing Yi 領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)建。

她受到2017 年發(fā)生的一起事件的啟發(fā)，該事件引發(fā)了美國各地人們對(duì)煤氣味的廣泛投訴。直到幾天后，才發(fā)現(xiàn)這是由工廠生產(chǎn)的揮發(fā)性有機(jī)化合物引起的。這種滯后實(shí)際上并不罕見，因?yàn)槌Ｓ玫臍庀嗌V-質(zhì)譜儀空氣分析過程首先需要手動(dòng)收集空氣樣本，然后進(jìn)行實(shí)際的實(shí)驗(yàn)室分析，這可能需要幾小時(shí)到幾天的時(shí)間。

相反，新設(shè)備使用由多孔金屬有機(jī)框架納米材料制成的芯片，將氣體分子捕獲在該區(qū)域內(nèi)。然后激光照射到芯片上，當(dāng)它與氣體分子相互作用時(shí)產(chǎn)生較低能量形式的光。當(dāng)用相機(jī)分析這種光時(shí)，其獨(dú)特的光譜特征將與已知有毒氣體的光譜特征進(jìn)行比較，從而使用戶能夠確定附近是否存在這些氣體。

該過程稱為拉曼光譜，通常僅限于固體和液體測試，因?yàn)榭諝庵械幕瘜W(xué)物質(zhì)通常太稀而無法檢測。這就是納米材料的用武之地，因?yàn)樗粌H吸收氣體分子，而且其金屬納米顆粒增強(qiáng)了這些分子周圍產(chǎn)生的光，從而產(chǎn)生易于讀取的信號(hào)。

此外，該過程中使用的激光器和攝像頭目前距離芯片最遠(yuǎn)可達(dá)10 米，并且在未來版本中可以增加這個(gè)距離。或者，該芯片可用于收集潛在危險(xiǎn)區(qū)域的氣體分子，然后在實(shí)驗(yàn)室的安全環(huán)境中對(duì)其進(jìn)行分析。

該大學(xué)目前正在將該技術(shù)商業(yè)化。有關(guān)這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在期刊《ACS Nano》 上。