德国马克斯·普朗克光科学研究所教授Philip Russell研究小组的组长Shangran Xie说：“空气污染困扰着许多国家。由于我们的设备非常简单和紧凑，可以把它当作一个桌面设备，用于连续监测空气中的PM2.5。”
研究人员在论文中描述了如何利用激光自动捕获空气中的粒子，并将其推进空心光纤进行分析。该方法克服了现有方法的若干局限性，提供高度可重复性的实时结果，并且设备的使用寿命大大延长。
“这一新方法最独特的一点是，它可以计算颗粒的数量——这与污染程度有关，同时提供颗粒大小、分布的详细实时信息。”Xie说，“这些信息可用于对大气污染进行快速和持续的监测。”
在新的分析方法中，空气中的粒子被捕获在激光束中，并被辐射压力向前推进。捕获力十分强大，足够克服PM2.5等微小粒子所受到的引力，并自动将粒子与空心晶体纤维对齐。这些特殊的纤维是中空的，周围是玻璃微结构，可以把光限制在纤维内部。
一旦对准，激光推动粒子进入光纤，发生光纤内的激光散射。研究人员从粒子散射数据中提取有用信息。检测后，粒子只会从光纤中飞散出来，而不会滞留在设备内降低设备的性能。
从事这项研究的博士生Abhinav Sharma说：“光纤传输量的下降使我们能够清楚地计算出粒子的大小和折射率。折射率有助于识别粒子材料，因为大多数常见污染物的光学特性是已知的。”
研究人员用不同尺寸的微小颗粒进行了测试。他们发现，该设备可以精确地辨别粒子类型，并能以18纳米的分辨率测量出0.99微米的粒子。因此，这套设备对于监测空气中的PM2.5非常有效，从而在治理大气污染上发挥作用。
此外，研究人员还证明该设备在液体中同样可以进行测量，这有助于水污染监测。
