經(jīng)濟型輕量級氣體傳感器可在最短時間嗅出災難幸存者

目前，在地震或爆炸等災難發(fā)生后，搜救隊尋找幸存者的方式有很多。據(jù)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(jīng)濟型傳感器，就可在廢墟中幫助搜救隊發(fā)現(xiàn)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(fā)生后最寶貴的時段內發(fā)現(xiàn)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(lián)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(fā)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(fā)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(fā)的小型設備傳感器更實用。

Pratsinis繼續(xù)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(fā)生后’類似的環(huán)境條件下，對傳感器陣列進行現(xiàn)場測試?！?/p>

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(fā)表在American Chemical Society journal Analytical Chemistry上，題為《用傳感器陣列嗅探人類》