编辑:传感器对空气质量监测、室内和室外

传感器对空气质量监测迅速得到普及,由于增加的担忧与空气污染和空气污染物分别在室内和室外的传播。self-quarantines封锁的长期经验,使用口罩在冠状病毒大流行(COVID-19)把全球空气质量问题成为人们关注的焦点,也让人们更环保和健康意识。

增加可用性和适用性的传感器对空气质量监测提供了设计和原型定制的可能性低成本传感器系统(lcs)和多传感器平台比以往任何时候都更容易,不仅对研究或工业用途,但也为个人暴露评估,互补网络测量、教育培训和学生项目(Lenartz et al。;Hofner et al。)。传感器智能系统已经进入我们的日常生活中,发现增加使用卫生、环境、和安全应用,由于显著改进传感材料和设备性能。重大的努力来达到增加灵敏度,选择性,长期稳定、重现性以及减少响应时间和操作温度(Saruhan et al。;Domench-Gil et al。)。此外,适当的校准,严格的数据分析、评估和验证方法实质性改善传感器性能的关键因素和增强的可靠性浓度读数(Lenartz et al。)。

材料研究的发展起到了至关重要的作用几十年来的发展高性能的气体传感器。金属氧化物半导体材料(金属氧化物)自1950年代以来已广泛使用的制造chemoresistive气体传感器由于其优良的传感特性,如高灵敏度和长期稳定、可以控制它们的属性合成方法,易于制造、成本效益和大规模生产潜力相比其他类型的气体传感器(Saruhan et al。;Domench-Gil et al。)。在所有,特别关注纳米SnO₂和TiO₂作为杰出的混合氧化物燃料传感材料。的评论文章Saruhan et al。SnO相关报道最重要的成就₂和TiO₂在过去的2年。材料物理和化学特性的影响,如晶体结构、形态、大小、表面改性、散装掺杂气体传感器的特性也进行了描述。已经证明这种适合检测多种气体的传感特性可以通过调优,例如,bulk-doping、垂直或表面功能化。然而,MOx-based传感器通常患有选择性差几个天然气物种由于其灵敏度高,这是一个需要进一步研究解决的问题。

时需要考虑的一个重要因素捏造微、纳米MOx-based chemoresistive气体传感器的数量和分布的结构形状的传感材料,确定气体传感性能。因此,材料特性可以提高灵敏度,选择性,工作温度为每个相关的气体。在他们的工作中,作者(Domench-Gil et al。)提出一个快速和成本有效的制造方法的基础上,合成和dielectrophoretic定位个人的单晶氧化铟(链₂O₃八面体结构,构成了主要的传感元件。传感器暴露在1年不同浓度的二氧化氮(没有₂)、一氧化碳(CO)、氧气(O₂)、乙醇(EtOH)甲烷(CH₄)、相对湿度(RH),稀释在空气合成(SA)或氮(N₂)大气,高稳定性和在他们的行为没有可见的变化,漂移,或恶化的表面结构。在RH 30%和80%以上,传感器型选择性₂、稳定的响应独立湿度水平,以更高的RH和增强的响应时间。作者设想的未来实现概念验证演示制作方法CMOS-compatible microhotplate制造,从而扩大生产选择性没有可能性₂传感器对空气质量监测。

结果取决于质量等因素所提到的,在传感器技术。发展羚羊,便携式lcs的评估空气污染暴露于一氧化氮(NO),没有₂臭氧(O₃作者(下午),Lenartz et al。)选择电化学传感器由于其优点相比MOx-based传感器对更低的能耗,对500 mW 2 mW,高选择性目标气体。另一方面,他们也报告缺陷长的预期寿命较低,对10 +年,18个月和更高的成本。设备被用在不同的设置包括城市交通站,烹饪,室内运动和户外休闲活动。作者证明了羚羊的潜力为互补的测量工作和个人暴露评估应用程序。

呼吸清洁的空气是必要的为了防止呼吸系统相关的健康问题,包括病毒感染。一个简单的方法来评估室内空气质量(IAQ)和适当的通风的效果,自然或机械,是通过测量二氧化碳(有限公司₂)、可吸入颗粒物(PM)和总挥发性有机化合物(TVOC)水平,作为室内空气品质的指标。长时间暴露于这些常见的空气污染物可能引起,如疲劳、头晕、缺乏专注和头痛。在学校和教室,避免这些症状通过确保良好的室内空气品质意味着为学习创造最佳条件(Hofner et al。)。积极参与是很重要的人在年初以来增加了环保意识时代,而仅仅是对空气污染问题提供事实或提供信息仅是不够的实现一个可持续的变化。事实性知识没有应用到复杂或日常生活中仍是惰性。出于这个原因,作者(Hofner et al。)提出积极面向问题的情境学习方法的形式实验与室内空气品质和传感器原理、测量结果的解释,制定自己的研究对空气质量的问题。此外,他们强调了适应重要性理论概念的复杂性,即与传感器相关原理和操作,学生的水平,而不是压倒他们。使真实的学习情景设计实验与日常生活相关的允许学生直接从这些测量结果转移到他们的个人环境,直接影响他们的环境的态度和行为。

作者的贡献

DP合编的研究课题,写了这篇社论文章。

的利益冲突

作者说,这项研究是在没有进行任何商业或金融关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

本文表达的所有索赔仅代表作者,不一定代表的附属组织,或那些出版商编辑和评论员。任何产品,可以评估在这篇文章中,或声称,可能是由其制造商,不保证或认可的出版商。