微观下雾霾形状多变 可损害精密仪器寿命

2015-12-09 16:09 测控要闻   

导读要继续观察雾霾颗粒的形状,分析雾霾颗粒的成分需要借助扫描电子显微镜才能完成。在硅片的一个分区里,一颗看起来较为“圆润”的雾霾颗粒被放大,从1千倍一直到10万倍,从一个小点渐渐变成一个球状物体,雾霾颗粒的表面也有了质感,有点像人的大脑。对其进行成分分析后,发现这颗雾霾颗粒主要成分是铁。  

人们都知道,雾霾会威胁人的健康,那么,雾霾究竟长啥样?长期在雾霾天气中运行的仪器设备,其工作状态和使用寿命会受到影响吗?

球状、链状雾霾颗粒形状多变

西安交通大学微纳中心实验室里,丁明帅仔细地检查一块硅片,因为采集雾霾颗粒所需要的硅片非常小,丁明帅每一个动作都很慢。

经过几天的室外采集,硅片重新回到实验室,在光学显微镜下,丁明帅对已经很小的硅片进行了分区,“这样做有助于定位需要研究的雾霾颗粒。”

要继续观察雾霾颗粒的形状,分析雾霾颗粒的成分需要借助扫描电子显微镜才能完成。在硅片的一个分区里,一颗看起来较为“圆润”的雾霾颗粒被放大,从1千倍一直到10万倍,从一个小点渐渐变成一个球状物体,雾霾颗粒的表面也有了质感,有点像人的大脑。对其进行成分分析后,发现这颗雾霾颗粒主要成分是铁。不同成分的雾霾颗粒所呈现的形态不同,有的是链状,有的是立方体状,还有的像盛开的花朵,如果只是看到图片,你一定很难想象,这竟然就是雾霾

可损害精密仪器工作状态和寿命

丁明帅从众多雾霾颗粒中确定了一颗球状颗粒进行力学实验。他拿出纳米力学测试仪,只有成年人手掌大小的仪器造价300余万元,将硅片放置在测试仪上,将测试仪放入扫描电子显微镜。借助扫描电子显微镜,可以看到金刚石压头逐渐接近雾霾颗粒,在电脑控制下,金刚石压头逐渐给雾霾颗粒施压,最终雾霾颗粒被压碎。

丁明帅的实验结果表明,相当一部分雾霾颗粒的压缩强度足以使大多数工业用合金产生摩擦磨损。而雾霾颗粒物超小的身躯使它们能随空气游走,很容易进入到精密设备诸如轴承、活塞等滑动部件的间隙,进而通过产生滑动磨损,损害精密仪器的工作状态和寿命。

“相关企业在生产中应立即采取相应的预防措施,比如在洁净间进行精密设备的组装、对滑动部件的间隙进行密封处理以及对那些需要吸入外界空气的引擎添加特殊过滤器等来防止或降低雾霾颗粒的危害。”微纳中心单智伟教授说。

西安市胸科医院外科主任张毅说:“当PM2.5的浓度达到一定数值,会令人体的肺部、呼吸道等器官产生炎症,雾霾作为载体,里面包含的化学物质、微生物成分会对人体的免疫系统产生伤害,特别是儿童。”

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