I ricercatori dell'UCLA hanno sviluppato un dispositivo mobile conveniente per misurare la qualità dell'aria. Funziona rilevando gli inquinanti e determinando la loro concentrazione e dimensione utilizzando un microscopio mobile collegato a uno smartphone e un algoritmo di apprendimento automatico che analizza automaticamente le immagini degli inquinanti.
L'invenzione ha lo scopo di dare a molte più persone in tutto il mondo la capacità di rilevare con precisione il particolato pericoloso nell'aria. Secondo l'Organizzazione Mondiale della Sanità, 7 milioni di persone muoiono prematuramente ogni anno a causa dei rischi per la salute dell'inquinamento atmosferico.
Gli scienziati che cercano soluzioni a questo problema globale hanno scoperto che una rapida, il dimensionamento e la quantificazione accurati e ad alta produttività del particolato nell'aria sono fondamentali per il monitoraggio dell'inquinamento atmosferico, dice Aydogan Ozcan, che ha guidato il gruppo di ricerca. "Con dispositivi di qualità da laboratorio nelle mani di più persone, dati di alta qualità sugli inquinanti in funzione del tempo da molte più località possono essere raccolti e analizzati. Ciò può quindi aiutare i governi a sviluppare politiche e regolamenti migliori per migliorare la qualità dell'aria".
Particolato, una miscela di particelle solide e liquide nell'aria, è uno dei principali responsabili dell'inquinamento atmosferico. Si ritiene che le particelle più piccole siano particolarmente pericolose; L'OMS ha dichiarato che le particelle nell'aria che misurano 2,5 micrometri o meno causano il cancro.
Attualmente, il test della qualità dell'aria viene eseguito più spesso nelle stazioni di campionamento dell'aria, che sono regolamentati dall'Environmental Protection Agency negli Stati Uniti e da agenzie comparabili in altri paesi. Ma gli strumenti correlati sono ingombranti e costosi (nell'ordine di $ 50, 000 a $ 100, 000), e richiedono personale specializzato per la manutenzione.
All'altra estremità dello spettro ci sono contatori di particelle portatili disponibili in commercio, che costano molto meno (dell'ordine di $1, 000 a 2, 000), ma che sono meno precisi e non possono elaborare rapidamente grandi volumi d'aria.
La piattaforma dell'UCLA, chiamato c-Air, preciso quanto l'attuale attrezzatura di fascia alta, ma potrebbe costare decine di migliaia di dollari in meno. Comprende un campionatore d'aria e un microscopio olografico delle dimensioni di un chip di computer. Può schermare 6,5 litri d'aria in 30 secondi e genera immagini delle particelle sospese nell'aria. Si connette in modalità wireless a uno smartphone e funziona con un server di computer remoto utilizzando un algoritmo di apprendimento automatico che analizza e dimensiona le particelle dalle immagini prodotte.
Ozcan e la sua squadra, guidato dallo studente laureato Yichen Wu, utilizzato c-Air per misurare la qualità dell'aria nell'estate del 2016 in diversi siti nel sud della California, anche durante il cosiddetto Sand Fire vicino a Santa Clarita, California, nel luglio 2016. Hanno anche misurato l'aria nei quartieri vicino all'aeroporto internazionale di Los Angeles nel settembre 2016 e hanno riscontrato un aumento della concentrazione di particolato anche a circa cinque miglia di distanza, e soprattutto lungo la traiettoria di volo degli aerei in atterraggio.
I ricercatori suggeriscono che la capacità di apprendimento automatico del dispositivo potrebbe adattarsi rapidamente per rilevare particelle specifiche nell'aria, come diversi tipi di polline e muffe. La ricerca è stata pubblicata su rivista Luce:scienza e applicazioni , una rivista ad accesso aperto del Nature Publishing Group.
