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2015年3月19日 星期四

中山解構霾害粒子 追蹤空污避危害

 【記者張又筑綜合報導】紀錄片《穹頂之下》揭露中國嚴重的霾害問題,7日中山大學化學系助理教授王家蓁研發「新一代多功能氣膠檢測儀」,可偵測造成中國空氣污染的細懸浮微粒PM2.5—氣膠,技術獨步全球。成果也在最新一期美國《物理化學雜誌通訊(The Journal of Physical Chemistry Letters)》上發表。

 氣膠是懸浮微粒的代稱,通常由多種物質混合而成,參與研究的中山化學所學生張博喬說:「氣膠對人的肺部或是呼吸道會有比較直接的傷害,因為氣膠是十分微小的粒子,很容易被人體吸入。」以往研究僅止於檢測氣膠濃度,「新一代多功能氣膠檢測儀」能分析其化學組成,進而得到方法避免氣膠危害人體,也有助於改善空氣污染。

 「新一代多功能氣膠檢測儀」可分為「氣膠紫外光電子光譜」與「低溫氣膠紅外光譜儀」,前者將大氣中具特定化學成分的氣膠引入高真空系統中,利用紫外光源將之游離,產生光電子,再藉由光電子探討懸浮微粒的電子能級結構及相對性之化學特性;後者針對氣膠中的特定物質,利用分子振動對特定波長的光具有吸收之特性,探測其振動能階光譜,研究團隊將氣膠引入自行研發的可變溫氣膠腔體進行大氣模擬,用以偵測其結構特性與生成機制等隨時間、環境演變的過程。

 台灣的空氣污染同樣十分嚴重,不僅因為中國霾害擴及,也來自本土工業及道路車輛。王家蓁表示,這些懸浮污染物的物理、化學及結構能級,會隨著大氣環境的不同產生顯著的變化,氣膠檢測儀可以追蹤此一變化,並探究造成污染最根本的原因。

 張博喬說:「我們發現人體自然胺基酸中有一項活性相對高的胺基酸,容易與大氣中環境污染物質發生化學反應,我們會試圖找尋能夠降低這種胺基酸活性的方法。」另外,氣膠除了以細微顆粒的方式存在,也可以是微型液滴的狀態,因此多功能氣膠檢測儀也有機會用於台灣水污染問題。

 氣膠的應用未來還可能擴及許多層面,王家蓁說:「生物醫療化學方面以氣膠進行治療,對於肺部等呼吸器官能有更好的藥效發揮;或運用在星際化學上,藉此尋找其他適合人類的大氣環境。」

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