Blootstelling aan fijnstof (PM) is in verband gebracht met nadelige gezondheidseffecten. Een groot deel van deze deeltjes bestaat uit vluchtige of halfvluchtige stoffen, zoals de uitstoot van koken, auto's en tabaksproducten. De dynamiek van het verdampingsproces van dergelijke vluchtige deeltjes is al sinds de 19e eeuw een actief onderzoeksgebied. Echter, bestaande meetmethoden hebben een lage doorvoer of kunnen geen directe volatiliteitsmeting van fijnstof bieden.

Een team van UCLA-ingenieurs en milieugezondheidswetenschappers heeft een nieuwe methode ontwikkeld die de vluchtigheid van fijnstof direct kan meten met behulp van een draagbare microscoop die wordt aangedreven door diepgaand leren. Het meetsysteem voor vluchtige deeltjes van het UCLA-team is gebaseerd op een kosteneffectief en mobiel apparaat voor het bewaken van de luchtkwaliteit dat holografische beelden van aerosolen registreert die worden vastgelegd op een transparant plakkerig bemonsteringskussen. Deze verworven hologrammen worden vervolgens snel gereconstrueerd met behulp van een diep neuraal netwerk om het verdampingsproces van aerosolen dynamisch in beeld te brengen en hun vluchtigheidsconstanten te meten.

In hun recente manuscript gepubliceerd in ACS-sensoren , een tijdschrift van de American Chemical Society, onderzoekers pasten dit volatiliteitsmeetsysteem toe om aërosolen te karakteriseren die worden gegenereerd door elektronische sigaretten (e-cigs). E-sigaretten hebben wereldwijd aandacht gekregen, voornamelijk vanwege hun ongekende populariteit in het afgelopen decennium onder niet-rokende adolescenten en jonge volwassenen. Het gebruik van een e-cig genereert een inhaleerbare aerosol door het verwarmen en verdampen van een speciale vloeistof (ook bekend als e-liquid), die typisch propyleenglycol en plantaardige glycerine gebruikt als oplosmiddelen om nicotine en smaakstoffen te verdunnen. Het UCLA-team onthulde een negatieve correlatie tussen door e-sigaret gegenereerde deeltjesvolatiliteit en plantaardige glycerineconcentratie in de e-vloeistof. Verder, de toevoeging van andere chemicaliën, zoals nicotine en smaakstoffen, verminderde de algehele volatiliteit van door e-sigaretten gegenereerde aerosolen.

"Het gepresenteerde apparaat kan ons helpen het dynamische gedrag van e-cig-aerosolen op een high-throughput manier beter te onderzoeken, mogelijk belangrijke informatie verstrekken voor de beoordeling van de blootstelling aan e-sigaretten via, bijvoorbeeld, tweedehands dampen. Deze nieuwe methode kan ook breed worden toegepast om snel andere soorten vluchtig fijn stof te karakteriseren, " zei dr. Aydogan Ozcan, de Chancellor's Professor of Electrical and Computer Engineering aan de UCLA en een associate director van het California NanoSystems Institute, wie is de senior corresponderende auteur van het werk.