Nya sensorer för bättre innemiljö
Små sensorer som upptäcker låga halter av formaldehyd, bensen och naftalen kan bli viktiga instrument i arbetet för bättre inomhusmiljö. Resultaten från ett forskningsprojekt i Linköping är lovande.
Inomhusluftens kvalitet bedöms oftast utifrån koldioxidhalt, vilket säger en del om hur hälsosam luften är, men långt ifrån allt. Formaldehyd, bensen och naftalen är lättflyktiga ämnen som kan påverka hälsan negativt, och som ofta finns i inomhusmiljön. Därför menar många att även dessa ämnen borde kontrolleras bättre i byggnader.
Fördelarna med de här sensorerna, jämfört med befintliga instrument, är att de går bra att massproducera.
För att möjliggöra det har forskare vid Linköpings universitet utvecklat och testat en ny sorts sensorer. De små sensorerna, som är 2×2 millimeter, är uppbyggda runt transistorer av kiselkarbid. Ett tunt skikt på sensorn, exempelvis en porös iridiumfilm eller volframoxid, påverkar för vilket ämne sensorn är känslig. Den eldrivna (nät eller batteri) sensorn mäter i cykler med tre olika interna temperaturer mellan 180 och 300 ºC, för bästa noggrannhet.
– Fördelarna med de här sensorerna, jämfört med befintliga instrument, är att de går bra att massproducera och därför blir billigare. I stället för 20 000 kronor styck kommer de nya sensorerna att kosta runt 4 000 kronor, säger professor Anita Lloyd Spetz vid institutionen för fysik, kemi och biologi (IFM).
Sensorerna kan sitta en och en i varsitt rum, eller flera tillsammans, beroende på hur mycket information man vill samla in. Informationen skickas trådlöst till en dator där nyutvecklade algoritmer hjälper till att tolka mätadatan. Algoritmerna är utvecklade tillsammans med forskare vid Saarland-universitetet i tyska Saarbrücken.
– Det är viktigt att sensorerna är känsliga och kan mäta på ppb-nivå. Redan mycket små halter av formaldehyd, bensen och naftalen är farligt för hälsan, säger Anita Lloyd Spetz.
Utöver laboratorietester har forskarna provat de nya sensorerna i ett klassrum på Montessori-skolan Trilobiten i Linköping. Där placerades sensorerna på en bokhylla. Testerna pågick i tre månader, varav nio dagars mätresultat utvärderades extra noga. De nya sensorerna mätte lika noggrant som det dyra referensinstrumentet. För rektor Thomas Palmqvist var det intressant att få inomhusluften granskad.
– Det är naturligtvis kul att få reda på att vi har en bra luftkvalitet här, säger han.
Fältmätningarna har visat lovande resultat, men fler behövs för att utveckla tekniken till en stabil och kommersiellt gångbar produkt. Planer finns på nya tester, till exempel i forskarnas eget kontor och i offentliga byggnader.
Ett annat mål för den fortsatta utvecklingen är att skapa sensorer som inte behöver el till sin drift. I stället skulle de kunna drivas av vibrationer, ljus eller värme i autonoma system. Utveckling av detta pågår i ett samarbete med forskare vid universitetet i finska Oulu.
Kiselkarbidsensorerna som utvecklas för kontroll av inomhusmiljö har sitt ursprung i sensorer som tagits fram till industrin. Där används den här typen av robusta sensorer bland annat för kontroll av avgaser i bilar eller biopannor.
Projektet på Linköpings universitet ingick i det nyligen avslutade EU-projektet Sensindoor, som från Linköping letts av Donatella Puglisi.
Marie Granmar
