Många av de produkter vi möter dagligen - från deodorant till bekämpningsmedel till färg - släpper ut molekyler som driver genom luften. Att andas in tillräckligt med fel kan orsaka allvarliga och potentiellt långsiktiga hälsoproblem. Dock, det kan vara svårt att uppskatta exponeringen eftersom nuvarande enheter är begränsade i vad de kan upptäcka. I dag, forskare rapporterar utvecklingen av ett nytt personligt luftprovtagningssystem som kan upptäcka ett oöverträffat utbud av dessa föreningar från ett speciellt märke eller en penna fäst vid någons skjorta eller placerad i en ficka.

Forskarna kommer att presentera sina resultat idag på höstmötet i American Chemical Society (ACS).

"I varje situation finns det en unik uppsättning föreningar som kan finnas i luften, inklusive potentiella faror som vi inte känner till, "säger Allen Apblett, Ph.D., projektets seniorforskare, som presenterar forskningen. "Med ett enda material, vi kan fånga många klasser av dessa föreningar, kallas flyktiga organiska föreningar (VOC), och potentiellt erbjuda en mycket mer omfattande bild av exponeringar. "

Den amerikanska militären är angelägna om att bättre förstå de hälsohot som personalen står inför och har lämnat avsevärda medel för projektet. Dock, den nya provtagaren kan också användas på många arbetsplatser och hemma, säger Apblett, som är professor vid Oklahoma State University och medgrundare av Airotect, företaget som utvecklar provtagaren.

VOC är en viktig källa till luftföroreningar. Föreningarna härrör från många hushållsprodukter, samt från bränslen som bensin och från industriella processer. Beroende på vilka VOC som någon stöter på och deras exponeringsnivå, problem som sträcker sig från nasal irritation till cancer kan resultera.

Eftersom någons exponeringar kan variera när de rör sig, forskare har försökt att utforma enkla, lätta detektorer som kan resa med personen och inte behöver elektricitet. Märken som innehåller ämnen som absorberar gaser används redan på vissa arbetsplatser, men dessa material har en brist:De fastnar på vissa sorter av VOC bättre än andra. Om en arbetare är orolig för, till exempel, VOC -formaldehyd, bensen och naftalen på en plats, de skulle sannolikt behöva två eller flera typer av dessa enheter för att testa för dem, Säger Apblett. "Vi kringgår det med ett material som kan absorbera det bredaste spektrumet av flyktiga organiska föreningar."

Det nya materialet är en kiseldioxid med porer i nanoskala i ett ungefärligt kreditkortstort märke som fästs på kläder. Airotects team experimenterar också med andra konfigurationer för att hålla kiseldioxid, till exempel en som liknar en penna som kan vila i en ficka eller ett tygmärke som kan sys på. Kiseldioxiden, känd som OSU-6 och utvecklad av en doktorand i Apbletts lab, binder VOC i sina små porer genom normalt svaga elektriska attraktioner, känd som van der Waals styrkor. Den snäva krökning av OSU-6:s nanoporer ökar dessa krafter avsevärt, gör det möjligt att binda VOC mycket starkare än branschstandarden. Eftersom dessa bindningar är fysiska, inte kemisk, i naturen, de låter materialet fastna på ett brett spektrum av föreningar.

När den används, märket öppnas för att exponera tre OSU-6-fyllda rör för luften. Hur lång tid den bärs beror till stor del på de potentiella exponeringarna. Efteråt, märket skickas till ett laboratorium där det VOC-laddade materialet värms upp för att frigöra föreningarna så att forskarna kan identifiera och kvantifiera dem.

Apblett och hans kollegor på Airotect har hittills testat materialets förmåga att upptäcka över 100 föreningar i laboratoriebaserade experiment. De har också funnit att OSU-6 stabiliserar instabila eller reaktiva föreningar, vilket gör det mer genomförbart att analysera traditionellt svårövervakade reaktiva föreningar. Teamet har börjat testa provtagarens förmåga att plocka upp föroreningar som är vanliga på arbetsplatser, såsom kommersiell produktion och jordbruksproduktionsanläggningar. De har också börjat använda den i verkliga militära scenarier, inklusive militära utplaceringar och studenters sovsal. När den väl lanserades, luftprovtagaren kommer att vara tillgänglig för industrin och allmänheten, med kostnaden för enheten och labanalysen från $ 75.