L'esposizione al particolato (PM) è stata associata a effetti negativi sulla salute. Una grande frazione di queste particelle è costituita da materiali volatili o semivolatili, come le emissioni generate dalla cottura, automobili e prodotti del tabacco. La dinamica del processo di evaporazione di tali particelle volatili è stata un'area di ricerca attiva sin dal XIX secolo. Però, i metodi di misurazione esistenti sono a bassa produttività o non sono in grado di fornire una misurazione diretta della volatilità del particolato.

Un team di ingegneri dell'UCLA e scienziati della salute ambientale ha creato un nuovo metodo in grado di misurare direttamente la volatilità del particolato utilizzando un microscopio portatile alimentato dal deep learning. Il sistema di misurazione delle particelle volatili del team dell'UCLA si basa su un dispositivo di monitoraggio della qualità dell'aria mobile e conveniente che registra immagini olografiche di aerosol catturate su un tampone di campionamento appiccicoso trasparente. Questi ologrammi acquisiti vengono quindi ricostruiti rapidamente utilizzando una rete neurale profonda per visualizzare dinamicamente il processo di evaporazione degli aerosol e misurare le loro costanti di volatilità.

Nel loro recente manoscritto pubblicato in Sensori ACS , una rivista dell'American Chemical Society, i ricercatori hanno applicato questo sistema di misurazione della volatilità per caratterizzare gli aerosol generati dalle sigarette elettroniche (e-cigs). Le sigarette elettroniche hanno guadagnato l'attenzione in tutto il mondo, principalmente a causa della loro popolarità senza precedenti nell'ultimo decennio tra gli adolescenti e i giovani adulti non fumatori. L'uso di una sigaretta elettronica genera un aerosol inalabile riscaldando e vaporizzando un liquido speciale (noto anche come e-liquid), che utilizza tipicamente glicole propilenico e glicerina vegetale come solventi per diluire la nicotina e i composti aromatici. Il team dell'UCLA ha rivelato una correlazione negativa tra la volatilità delle particelle generate dalla sigaretta elettronica e la concentrazione di glicerina vegetale nell'e-liquid. Per di più, l'aggiunta di altri prodotti chimici, come nicotina e composti aromatizzanti, ridotto la volatilità complessiva degli aerosol generati dalle sigarette elettroniche.

"Il dispositivo presentato può aiutarci a esaminare meglio il comportamento dinamico degli aerosol di e-cig in un modo ad alto rendimento, potenzialmente fornendo informazioni importanti per la valutazione dell'esposizione alle sigarette elettroniche tramite, Per esempio, svapo di seconda mano. Questo nuovo metodo può essere ampiamente applicato anche per caratterizzare rapidamente altri tipi di particolato volatile, " ha detto il dottor Aydogan Ozcan, il Professore del Cancelliere di Ingegneria Elettrica e Informatica presso l'UCLA e direttore associato del California NanoSystems Institute, chi è l'autore corrispondente senior dell'opera.