Snart, luftforurening kunne måles på hvert gadehjørne

Luftforurening er ansvarlig for 550, 000 for tidlige dødsfald om året i Europa og 7 millioner på verdensplan, Ifølge WHO. At måle det kan være en udfordring, imidlertid, da udstyret plejer at være stort og dyrt. Men snart, dette kan ændre sig, takket være en lille, optisk nanosensor udviklet på Chalmers Tekniske Universitet, Sverige, som kan monteres på en almindelig gadelygte.

Teknologien er allerede i brug i det vestlige Sverige, og forskere og andre interesserede håber, at sensoren snart kan bruges i mange brede sammenhænge. Et samarbejde med University of Sheffield er også i gang.

"Luftforurening er et globalt sundhedsproblem. At kunne bidrage til øget viden og et bedre miljø føles fantastisk. Med hjælp fra disse små, bærbare sensorer, det kan blive både enklere og billigere at måle farlige emissioner ekstremt præcist, " siger Chalmers-forsker Irem Tanyeli, som har været med til at udvikle de små sensorer, som måler nitrogendioxid med stor præcision.

For at de højteknologiske sensorer kan tage skridtet fra laboratoriet ud i den virkelige verden, Irem Tanyeli arbejdede med den Göteborg-baserede virksomhed Insplorion, medstiftet af Chalmers-forsker Christoph Langhammer i 2010. Med hjælp fra finansmanden Mistra Innovation, han har været involveret i virksomhedens bestræbelser på at løfte den store miljøudfordring, det er at kortlægge luftforureningen præcist.

"Dette er et godt eksempel på, hvordan et universitet og en virksomhed kan samarbejde. Begge parter bidrager med deres ekspertise til at skabe et nyt produkt, bidrage til et mere bæredygtigt samfund, siger Christoph Langhammer, Professor ved Chalmers Fysisk Institut.

Udstødningsgasser fra vejtrafik er ansvarlige for størstedelen af ​​nitrogendioxidforureningen i luften. Indånding af nitrogendioxid er skadeligt for vores helbred, selv på meget lave niveauer, og kan beskadige vores åndedrætssystemer og føre til hjerte- og karsygdomme. Ifølge Verdenssundhedsorganisationen, luftforurening er den største enkeltstående miljømæssige sundhedsrisiko på verdensplan.

Den nye optiske nanosensor kan detektere lave koncentrationer af nitrogendioxid meget præcist - ned til dele-per-milliard-niveauet (ppb). Måleteknikken bygger på et optisk fænomen, som kaldes en plasmon. Det opstår, når metalnanopartikler belyses og absorberer lys af bestemte bølgelængder. Christoph Langhammer og hans forskergruppe har arbejdet på dette område i over et årti, og nu begynder innovationer at se dagens lys.

I de sidste to år, Irem Tanyeli har arbejdet med at optimere sensormaterialet og udføre tests under forskelligt simulerede miljøforhold. Teknologien er nu installeret i en gadelygte i Gøteborg, som en del af et samarbejde med lysfirmaet Leading Light, at måle mængden af ​​nitrogendioxid-molekyler i bymiljøet.

"I fremtiden, vi håber, at teknologien også kan integreres i anden byinfrastruktur, som trafiklys eller fartkameraer, eller til måling af luftkvalitet indendørs, " siger Irem Tanyeli.

Der er også installeret en sensor på taget af Nordstan i Gøteborg, et af Skandinaviens største indkøbscentre, og snart vil flere blive placeret langs ruten for Västlänken, et større jernbanetunnelbyggeri, også i Gøteborg.

Teknologien har allerede vakt interesse fra flere organisationer, herunder Urban Flows Observatory, et luftkvalitetscenter ved University of Sheffield. De vil udføre felttest, sammenligne nanosensorernes resultater med data fra en række britiske referencestationer.

"Der er mangel på små funktionelle nitrogendioxidsensorer på markedet. Vi finder denne nanoplasmoniske løsning interessant, og ser frem til testresultaterne, " siger professor Martin Mayfield ved Urban Flows Observatory, University of Sheffield.

Af andre interesserede kan nævnes Stenhøj Sverige, en virksomhed, som udvikler gas- og røganalysatorer til bilværksteder og bilinspektionsfirmaer, samt IVL, Svensk Miljöforskningsinstitut. IVL arbejder med anvendt forskning og udvikling i tæt samarbejde med industrien og det offentlige for at løse miljøspørgsmål.

Den nye sensorteknologi er ikke begrænset til måling af nitrogendioxid, men kan også tilpasses andre typer gasser. Der er derfor potentiale for yderligere innovation.

"Nitrogendioxid er blot et af de mange stoffer, som kan påvises ved hjælp af optiske nanosensorer. Der er store muligheder for denne type teknologi, siger Christoph Langhammer.