新传感器可以保护消防员免受有害化学物质的伤害

ChitvanKillawala和UmerBakali希望帮助保护消防员免受潜在威胁。他们这样做的策略并不涉及制造更好的强行进入斧头或更厚的面罩，而是依赖于部署一个不超过USB闪存驱动器的设备。

迈阿密大学的两名研究生开发了一种特殊的传感器，能够在结构火灾的暖区实时检测多环芳烃(PAH)的存在。

多环芳烃是一类由燃烧煤、石油、天然气、木材、垃圾和烟草产生的化学物质，可以在空气中结合或形成小颗粒。在实验动物中，已知它们会导致某些癌症。

科学家们使用质谱仪等需要工业压缩气瓶的笨重仪器，在实验室环境中测量了样本中的多环芳烃水平。但根据米勒医学院生物化学和分子生物学博士生巴卡利的说法，在现场部署如此大型的设备来测试这种化学物质的存在是不切实际的。

“因此，几乎没有确凿的证据表明消防员接触到的PAH水平，特别是在活跃火灾现场的温暖地带，那里有团队活动，而且他们不适合穿戴个人防护装备。因此，我们的传感器有助于填补空白，”生物医学工程博士生Killawala说，他大约两年前开始开发这种特殊传感器。

他和Bakali使用小型商用传感器来测量氯乙烯、苯和其他化学品。“我们稍微调整了它们的参数，以便我们可以测试多环芳烃，”Bakali解释说。“多环芳烃与传感器相互作用并导致电压降，基本上是传感器读取方式的下降。这为我们提供了一个读数，我们可以将其与不存在多环芳烃时的基线进行比较。”

为了测试他们的传感器的有效性，这两位研究生必须找到一种方法，将其放置在离火足够近的地方，而不会使自己处于危险之中。因此，他们从一家业余爱好商店购买了一辆微型遥控怪兽卡车，改装了它的外观并将传感器安装在它的顶部。

然后，在迈阿密戴德县、布劳沃德县、棕榈滩县和皮内拉斯县的消防训练设施进行受控实弹燃烧期间，他们将改装的移动漫游车开进了结构性火灾的温暖地带。传感器可在短短几秒钟内提供读数，记录到PAH的升高水平，提供证据表明消防员在温暖区域穿戴防护装备作为预防措施是明智的。

“这是一种以与消防员无缝集成的方式将我们的分析应用到现场的方法，”巴卡利说，他是西尔维斯特综合癌症中心消防员癌症计划的一部分。

他和Killawala正在修改他们的传感器以使其更有效，并计划在消防学院进行进一步测试，例如迈阿密市位于CoconutGrove的消防培训中心。

来自多个领域的研究人员——其中包括文理学院化学系、米勒学院公共卫生科学系和约翰·T·麦克唐纳博士基金会生物医学纳米技术研究所——在他们的项目中协助了Killawala和Bakali.

他们设想将他们的传感器集成到消防员携带的装备中，使他们能够在温暖地区的指挥所测量PAH的水平。“另一种方法是将其部署在消防局，以测量空气中多环芳烃的浓度，”巴卡利说。

Killawala表示，与这两名研究生合作的消防员对该传感器的潜力持乐观态度。“这实际上是我们正在做的事情中最令人兴奋的部分，”他说。“我们看到他们对我们数据的重视程度。因此，这对我们来说是一个巨大的激励因素。这可能有助于为政策变化提供信息并带来更好的职业安全。”