小年除尘迎新春,宝爸宝妈们忙着打扫房间、焕新家居的同时,是不是也担心藏在家具、板材、布艺里的甲醛隐患?尤其是家里有老人和孩子,甲醛这个“看不见的脏东西”,比灰尘更影响家人呼吸健康,精准检测才敢安心过年~
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甲醛:身边的隐形威胁
甲醛(CH2O),是一种带有刺激性气味的有毒物质,已被列为Ⅰ类致癌物。尽管它令人闻之色变,却是工业领域广泛应用的有机化工原料:在纺织业中,可用于合成纤维,还能对纺织品进行定型处理;在建筑行业里,更是合成板材、涂料等材料的关键成分……当这些与日常生活息息相关的材料走进千家万户,甲醛长达数年的持续释放问题也随之而来。
能否发明一种类似温度计的设备,只需挂在家里就能像鼻子闻味一样实时检测甲醛含量?这一需求成为科学家们的研究热点,多款新型甲醛传感器应运而生。近期,科研人员成功研发出一款兼具便携性与高灵敏度的“小鼻子”设备,为甲醛定量检测提供了新助力。
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小鼻子的测醛黑科技
这款“小鼻子”是如何精准“捕捉”甲醛的呢?核心在于其搭载的甲醛吸附型气体传感器。在众多材料中,四氧化三钴(Co3O4)对甲醛具有较强的选择性吸附能力,为进一步提升性能,科学家将氧化钯(PdO)均匀地分布在四氧化三钴中形成氧化钯/四氧化三钴复合材料(PdO/Co3O4)——这一设计不仅让材料更易吸附甲醛,还改变了四氧化三钴的导电特性,大幅提高了传感器的检测灵敏度。
四氧化三钴属于典型的P型半导体材料,依靠正电荷实现导电,倘若材料中的正电荷和负电荷结合时,导电能力便会下降,电阻则相应增加。基于这一特性,科研人员建立起电阻变化量和甲醛浓度的对应关系,“小鼻子”便能够通过电阻变化反向推算出甲醛的具体含量。
氧化钯/四氧化三钴复合材料具有较大的比表面积(单位质量物质所具有的总表面积),为甲醛吸附与反应提供了充足的平台。在检测过程中,空气中的氧气首先被吸附到复合材料表面,形成吸附态的负一价氧离子(O-),此时,材料与空气的交界处正电荷增加,导电能力处于较高水平。
当空气中存在中性甲醛分子(不带电)时,甲醛会快速被复合材料吸附,并与表面的负一价氧离子发生氧化还原反应,最终生成二氧化碳(CO2)和水(H2O),同时释放出带负电荷的电子,这些电子会与材料中的正电荷结合,导致材料的导电能力下降、电阻增加,从而为甲醛浓度检测提供信号依据。
居家甲醛安全红线
根据我国《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2002)规定,室内甲醛浓度安全标准需区分场景:一类民用建筑(如住宅、医院、学校教室、幼儿园等)1小时均值≤0.08毫克每立方米,其他民用建筑(如办公室、商店等)1小时均值≤0.10毫克每立方米。从人体感知来看,甲醛浓度达0.06~0.07毫克每立方米时,敏感人群(如老人、儿童、孕妇等)可能出现轻微不适(如咽喉干痒);浓度升至0.07~0.1毫克每立方米时,多数人能闻到刺激性异味,同时可能伴随头晕、咽痛等明显不适症状。
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这款小鼻子,到底强在哪
这款“小鼻子”的检测范围覆盖0.01~0.2毫克每平方米,即使在0.01~0.08毫克每立方米的低浓度区间(即一类民用建筑的安全限值内),检测准确率仍能保持在80%以上;且甲醛浓度越高,传感器的响应信号越明显,检测灵敏度也随之同步提升。
目前,科学家们仍在持续优化传感器的核心材料与数据算法,力求进一步提高检测的精度。未来,若能将“小鼻子”的检测模块安装到智能手机中,用户只需点开手机便可以对周围环境的甲醛浓度进行快速检测。届时,无论是日常居家环境,还是存在潜在风险的工业生产场所,甲醛都将无处遁形。
小年除尘除的是浮尘,守的是家人健康,这款甲醛检测“小鼻子”,就是居家除醛的好帮手~ 赶紧把这份新春居家安全干货分享给身边的宝爸宝妈,新年除尘更除醛,一起让家人呼吸更安心!也欢迎在评论区聊聊你家小年除尘的小技巧,还有那些超实用的除醛妙招,咱们一起安心迎新春~
责任编辑|赵青云 李雅欣
运营编辑|李雅欣 王紫墨(实习)
质量审核 | 王维嘉
图文来源 | 《知识就是力量》杂志《假鼻子,真搜“醛”》,撰文/田蓉(中南大学),原文有删改,原创作品转载请注明来源。
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